CN101597876B

CN101597876B - 一种用于改善纸张强度的淀粉添加的工艺

Info

Publication number: CN101597876B
Application number: CN200910031658.8A
Authority: CN
Inventors: 周小凡
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2029-07-10
Also published as: CN101597876A

Abstract

本发明是一种新型淀粉造纸增强处理工艺，属于制浆造纸技术领域，特别涉及淀粉对纸张的增强技术。本发明是将浓度1％～15％的糊化好淀粉与浓度0.6％～6％的浆料混合均匀，挤压浓缩使浆料浓度提高到12％～45％，淀粉含量占绝干浆料的0.5％～25％，然后加水稀释，分散疏解，抄造成纸。本发明将淀粉增强剂在浆料中的使用量提高到0.5％～12％(淀粉含量占绝干浆料百分比)，使纸张物理强度提高30％～90％，同时提高填料留着率，降低生产成本。

Description

一种用于改善纸张强度的淀粉添加的工艺

技术领域

本发明涉及一种新型淀粉造纸增强处理工艺，具体涉及一种提高淀粉加入量方法，有利于增强纸张物理强度，同时对其它组分有提高留着的作用，属于制浆造纸技术领域。

背景技术

随着中国经济的快速发展，造纸工业在中国近几年来发展势头强劲而有利，中国造纸工业具有与其它发达国家完全不同的特点，其中从原料角度看，中国造纸业现有纤维原料有机械浆、化学浆、半化学浆和废纸浆，其中非木材浆料、机械浆和废纸浆占很大比例，其短纤维含量多，浆料强度低严重影响到中国造纸业的发展。中国本土造纸工业企业主要是麦草、芦苇、稻草、蔗渣、竹子、棉杆、龙须草、皇竹草等非木材原料，与木材相比，这些原料纤维短，杂细胞多，成纸强度比较低，难以生产高档纸张创造出更高的经济效益。虽然近年来，国家大力发展林纸一体化的战略远景目标计划，但由于历史的原因，短时间内从原料角度来解决造纸工业的困境是不可能的。由于环境问题以及资源再利用的目的，机械浆和废纸浆成为一种趋势。但是机械浆由于其处理工艺的特性，纤维相对化学浆比较短，所以细小纤维留着率及成纸强度也受到的很大的影响。同时由于废纸浆在多次回用后，会影响纤维本身的性能，纤维变的比较细断，而且比较硬，不利于打浆处理，成纸的强度也非常差。在应用过程中，会出现表面强度较低，掉毛掉粉的现状。因此，造纸原料的细小纤维多，强度较低使得造纸厂难以生产出高强度高质量高经济效益的高档纸产品，严重影响中国造纸工业发展。

常规的纸张增强方式是在浆料中加入增强剂，利用增强剂与纤维素的羟基形成氢键而使纸页得到增强。传统的淀粉干强助剂使用局限性大，阳离子淀粉的用量少，由于带有阳离子性，用量受到限制，因为用量如果太大的话会使系统电荷逆转，对系统造成破坏；阴离子淀粉由于要用硫酸铝作为连接剂，所以一般只能在酸性条件下使用，而现在发展的趋势是中碱性造纸。聚丙烯酰胺与其他增强剂的共用、两性聚丙烯酰胺增强效果明显，但价格昂贵仅适用于高档纸张。由于化学品本身的离子特性，系统中阴离子会影响其使用效果，其使用量一般都低于2％，而且增强的幅度有一定的限制，不超过30％。因此通过添加增强剂增加纸张强度有很大的局限性。

淀粉作为一种廉价的增强剂在造纸过程中使用有很大的局限性，主要是由于在传统的添加方法中淀粉的流失很大，价格较高的阳离子淀粉和阴离子淀粉的使用也受到添加量的限制。提高淀粉的留着率对推广淀粉干强剂的使用尤为重要。

发明内容

本发明的目的是克服背景技术中的不足而提供一种新型的淀粉造纸增强处理工艺。本发明包括以下各步骤：

(1)将淀粉按1％～15％浓度在70℃～100℃加热8min～150min糊化；

(2)将糊化好的淀粉加入到浓度为0.6％～6％的浆料中，混合均匀；

(3)将上述纤维原料挤压浓缩使浆料浓度提高到12％～45％，淀粉含量占绝干浆料的0.5％～12％；

(4)步骤(3)中挤压出的淀粉溶液可回收，在步骤(2)中再利用；

(5)将步骤(3)中处理好的浆料加水稀释，分散，然后抄造成纸。

淀粉溶解留着率的检测

将疏解好的浆料沉淀一段时间后，取上层清液，利用离心机在3500转/分钟下离心 10分钟。移取离心后清液20ml，外加1.0ml 0.01N的KI-I₂溶液，然后利用分光光度计在620nm波长下测定吸光度值，进而根据淀粉溶解标准曲线方程换算成淀粉浓度C(mg/ml)，进行淀粉含量检测。

C-------疏解好浆料水中淀粉浓度mg/ml

V-------疏解好浆料水的体积L

M-------加入的淀粉的重量g

淀粉留着率＝100％-淀粉的流失率

纸张的抗张强度测量参照国标GB/T 12914-2008

耐破指数测量参照国标GB/T 454-2002

本发明的优点在于：

本发明提出一种新的增强方法，采用机械挤压的方式使淀粉粘附在纤维上包裹纤维，与传统将淀粉吸附在纤维上方法相比有以下优点：

(1)在纸机湿部中不受简单电解质以及阴离子杂质的影响，具有很强的抗干扰性和适用性，能提高纸机的运行能力。由于传统淀粉增强剂使用受到纸机湿部系统电荷影响，使用上有很大局限性：阳离子淀粉的用量少，由于带有阳离子性，用量受到限制，因为用量太大使系统电荷逆转，对湿部系统造成破坏；阴离子淀粉，由于要用硫酸铝作为连接剂，所以一般只能在酸性条件下使用，而现在发展的趋势是中碱性环境。传统方法淀粉用量超过2％后淀粉在纤维上的吸附达到饱和，加入淀粉量越多流失越多，而且在纸张抄造过程中易出现粘网粘缸现象。因此传统的方法淀粉用量在0.5％～2.0％，纸张物理强度提高不超过30％，而本发明采用机械挤压的方式使淀粉粘附在纤维上，淀粉均匀的包裹在纤维表面，不受纸机湿部环境影响，而且在纸张抄造过程中不会出现粘网粘缸现象，因此淀粉用量可提高到0.5％～25％，纸张物理强度提高30％～90％。

(2)本发明对淀粉的适用性广。采用机械挤压的方式使淀粉粘附在纤维上包裹纤维，不依靠静电吸附作用留着，所以不仅价格昂贵的阳离子淀粉、阴离子淀粉能使用，而且价格低廉的原淀粉和氧化淀粉也适用。

(3)本发明采用机械挤压的方式使淀粉粘附在纤维上包裹纤维，具有较强的粘附力，对加入浆料中的各种填料及细小纤维具有较强的吸附能力，提高填料与细小纤维的留着率。

(4)本发明从以下几方面降低纸张的生产成本。一、增加淀粉增强剂的使用种类以及使用量，节约纸张的增强成本。二、本发明中纤维表面包裹的淀粉多粘附力强，对填料及细小纤维的留着率高，可降低助留助滤剂使用，节约成本。三、本发明中淀粉在纸机湿部中不受简单电解质以及阴离子杂质的影响，可减少纸机过程助剂的使用量，节约成本。

(5)本发明工艺简单，可利用造纸厂现有的设备实现，设备上资金投入少，同时污染少。

具体实施方式

实例1

草浆纤维绝干10g，氧化淀粉用量(相对绝干浆料)0％、1.25％，淀粉糊化浓度5％，糊化温度100℃，糊化时间20min，增强情况如下表：

	定量 g/m²	淀粉加入量％	留着率％	裂断长 Km	增幅％
						草浆空白样	64.9	0	0	1.8	0
草浆处理样	64.0	5	81	3.25	81

实例2

机械浆纤维绝干10g，氧化淀粉用量(相对绝干浆料)0％、1.15％，淀粉糊化浓度5％，糊化温度100℃，糊化时间20min，增强情况如下表：

	定量 g/m²	淀粉加入量％	留着率％	裂断长 Km	增幅％
						机械浆空白样	63.0	0	0	2.160	0
机械浆处理样	62.4	5	82.7	3.499	62

Claims

1.一种淀粉造纸增强处理工艺，其特征在于该工艺包括以下各步骤：

(1)将淀粉按1％～15％浓度在70℃～100℃加热8min～150min糊化；

(3)将混合后的浆料挤压浓缩使其浓度提高到12％～45％，淀粉含量占绝干浆料的0.5％～12％；

(4)加水稀释，分散步骤(3)得到的浆料，然后抄造成纸。