CN101683180A - 提高填料碳酸钙在薄片中留着率提高薄片质量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高填料碳酸钙在薄片中留着率提高薄片质量的方法，属于卷烟辅材造纸法烟草薄片技术领域。提高填料碳酸钙在薄片中留着率提高薄片质量的方法采用了以下技术措施：(1)通过电子显微镜选择碳酸钙的晶粒形状为非球形的晶粒；(2)将颗粒度控制在125目～400目之间；(3)填料碳酸钙的加入量为混合浆料总重量的7％～12％；(4)在浆料中加入占混合浆料总重量0.04％－0.2％的爪尔胶做助留剂；(5)在浆料中加入占混合浆料总重量0.1％－0.8％的阴离子捕捉剂。本发明的方法措施得力，产生的技术效果显著，解决技术难题，可提高填料碳酸钙在薄片中的留着率，并能提高薄片产品的质量。
Description
技术领域
本发明属于卷烟辅材造纸法烟草薄片技术领域，具体涉及一种提高填料碳酸钙在造纸法烟草薄片中留着率，从而提高薄片质量的方法。
背景技术
现有技术中，我国造纸法烟草薄片技术目前对烟草加工技术研究水平还较低，更多的是停留在经验积累和设想阶段，以至于工艺技术上尚存在许多的不确定因素，还有许多需要优化的技术点，对造纸湿部化学的研究尚需深入。通过对同行业造纸法烟草薄片质量的分析，我们发现进口摩迪薄片不仅烟香纯正，而且灰分含量及柔软度是同行业中最高的，这从一个侧面说明摩迪在加填技术的使用上在同行业中是领先的。随着薄片工艺技术的不断完善和提高，造纸法烟草薄片加填技术将成为制约涂布率提高、整体料浆平衡、调控产品强度、降低生产成本的重要技术之一，因此必须加紧研究提高填料留着率的方法。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种提高填料碳酸钙在薄片中留着率从而提高薄片质量的方法，使填料留着率得到提高并使现有薄片的吸收性能得到改善，从而提高现有产品的吸食性能。
本发明的技术方案是：提高填料碳酸钙在薄片中留着率提高薄片质量的方法采用了以下技术措施：
(1)通过电子显微镜检测填料碳酸钙晶体结构，选择碳酸钙的晶粒形状为非球形的晶粒；
(2)将填料碳酸钙的颗粒度控制在150目～250目之间；
(3)加入烟草薄片的混合浆料中的填料碳酸钙的加入量为混合原料总重量的7％～12％；
(4)在烟草薄片的混合浆料中加入占混合浆料总重量0.04％-0.2％的爪尔胶做助留剂；
(5)在烟草薄片的混合浆料中加入占混合浆料总重量0.1％-0.8％的阴离子捕捉剂阳离子季铵盐聚合物。
所述的爪尔胶是从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中提取得到阳离子瓜尔胶，主要成分为半乳甘露聚糖，分子量为100万到200万。阳离子瓜尔胶有市售产品。
所述的阳离子瓜尔胶使用时稀释到0.1％的浓度使用，在溶解过程中要求使用分散器边下料边加水进行分散处理，在上浆前5-10米处添加。
所述的阴离子捕捉剂阳离子季铵盐聚合物稀释10倍后使用，添加在浆池中，添加时拌搅均匀。
本发明的方法措施得力，产生的技术效果显著，解决了当前生产中的技术难题，应用本方法，可提高填料碳酸钙在薄片中的留着率，并能提高薄片产品的质量。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式及有关技术问题作进一步详细的描述。本发明对填料的粒径和形状进行了选择。食品级碳酸钙广泛用于钙保健品，食用盐，豆奶制品等行业。化学式为CaCO3的碳酸钙的晶粒形状的有多种，一般可分为纺锤形、立方形、针形、链形、球形、片形和四角柱形碳酸钙，相对密度为2.7～2.9；通过试验，本申请人认识到对同一种填料来说，粒度大的留着率高，但不同种类的填料留着率的高低与填料的形状有关，非球形填料，由于不易沉淀而易附着于纤维上，在湿纸成形过程中，易被截留在纸页中，流失较小，所以本发明中不采用球形结晶的碳酸钙。
本申请人还通过添加适量的助留剂来提高填料的留着率。由于填料和纤维都是带负电荷的，所以填料与纤维间缺少吸引力，在加填过程中大多数填料颗粒会流失掉，造成浪费。通过添加适量的助留剂，来改变填料表面的电荷，使填料吸附在纤维表面，达到提高填料的留着率的目的。瓜尔胶是从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中提取得到的，主要成分为半乳甘露聚糖，分子量约为100万到200万，其结构是由D甘露糖通过β-1，4甙键连接形成主链，在某些甘露糖上D-半乳糖通过α-1，6甙键形成侧链而构成多分枝的聚糖，因其具有较好的水溶性和交联性，且在低浓度下能形成高粘度的稳定性水溶液，所以被作为增稠剂、稳定剂、粘合剂而广泛应用。通常以阳离子瓜尔胶用途最广。分子链中甘露糖与半乳糖单元之摩尔比为1.5～2∶1，即每隔一甘露糖单元连接着一个半乳糖分支，结构式为：
阳离子瓜尔胶使用要求：由于阳离子瓜尔胶有较好的水溶性和交联性，在使用时一般稀释到0.1％左右的浓度，在溶解过程中要求使用分散器边下料边加水进行分散处理，否则会出现分散不均的现象。一般在上浆前5-10米处添加。
本申请人还通过添加阴离子捕捉剂来提高填料留着率。由于造纸法烟草薄片的白水是循环使用的，这样浆料中就难免会产生一些阴离子垃圾，这些阴离子垃圾和填料都是带负电荷的，如果不有效除去，不仅会影响加填效果，还会影响造纸网毯的滤水性能。通过添加阴离子捕促剂，能减少这些垃圾对加填效果的影响。
本发明的阴离子捕捉剂是一种阳离子季铵盐聚合物，该聚合物无毒、无味、无色，无腐蚀性，温度稳定，在有机溶液中相对稳定，具有广谱性和残余抗微生物性。阳离子季铵盐聚合物作为阴离子垃圾捕捉剂，平衡系统电荷，降低阴离子杂质的干扰，促进纤维，细小纤维及湿部化学助剂(如：施胶剂，染料，增强剂等)的留着。降低保留助剂用量。提高纸机车速和产量，降低维护成本。其结构式为：
本发明所用的助留剂为纯天然豆类的提取物，阴离子捕捉剂为阳离子季铵盐类聚合物，啤酒厂采用季铵作为杀菌剂，因此它们在使用上都是安全可靠的。阴离子捕捉剂及助留剂的用量是根据先进的粒子电荷分析仪和纤维电位分析仪对浆料的电位测量值来确定的，具有很强的指导性，它可以根据浆料中电荷的变化情况，来调整助剂用量，使加填达到最好效果。
本申请人还进行了一系列的对比实验。
对比实验1
将不同颗径的填料碳酸钙按原料用量的10％加入到烟草薄片的混合浆料中，在强力电磁搅拌器下搅拌30分钟后，按65±3g/m2的定量抄片并检测其灰分值和填料留着率。
表1不同目数的碳酸钙在10％用量时灰分值及留着率变化
从分析检测结果(表1)可以看出，在自然状态下，800目碳酸钙在10％用量时最高留着率仅为15.36％，而200目碳酸钙，在相同条件下留着率为21.85％，说明同一种类的填料，粒度大的留着率高；从表1同时可以看出添加填料后，基片的吸水性能明显得到提高。在本发明方法的选择的150目～250目范围内的碳酸钙能取得较好的效果。
对比实验2
将200目碳酸钙按原料用量的10％加入到烟草薄片的混合浆料中，在强力电磁搅拌器下搅拌30分钟后，将瓜尔胶稀释到0.1％浓度后按0.04％-0.15％的用量分别加入到浆料中搅拌均匀后，按65±3g/m2的定量抄片并检测其灰分值和填料留着率。
表2 200目碳酸钙用量10％时瓜尔胶对其影响
| 碳酸钙％ | 瓜尔胶％ | 灰分％ | 留着率％ |
| 10 | 0 | 12.98 | 21.85 |
| 10 | 0.04 | 13.21 | 22.90 |
| 10 | 0.06 | 13.86 | 25.87 |
| 10 | 0.08 | 14.12 | 27.06 |
| 10 | 0.1 | 14.38 | 28.25 |
| 10 | 0.15 | 14.5 | 28.8 |
从表2可以看出，200目碳酸钙10％用量时，填料留着率随瓜尔胶用量的增加而提高，在瓜尔胶用量0.15％时填料留着率达到最大值28.8％。
对比实验3
将200目碳酸钙按原料用量的10％加入到烟草薄片的混合浆料中，在强力电磁搅拌器下搅拌30分钟后，将阴离子捕促剂稀释10倍后按0.1％-0.8％的用量分别加入到浆料中搅拌均匀后，再加入0.15％的瓜尔胶搅拌均匀后，按65±3g/m2的定量抄片并检测其灰分值和填料留着率。
表3 200目碳酸钙用量10％时阴离子捕捉剂对其影响
| 碳酸钙用量％ | 瓜尔胶量％ | 阴离子捕捉剂％ | 灰分％ | 留着率％ |
| 10 | 0.15 | 0.1 | 14.97 | 30.94 |
| 10 | 0.15 | 0.2 | 13.63 | 24.82 |
| 10 | 0.15 | 0.3 | 15.64 | 36.30 |
| 10 | 0.15 | 0.4 | 12.98 | 21.85 |
| 10 | 0.15 | 0.6 | 11.91 | 16.96 |
| 10 | 0.15 | 0.8 | 12.46 | 19.47 |
从表3可以看出，200目碳酸钙10％用量时，在助留剂0.15％、阴离子捕捉剂用量0.3％时，加填效果最好，灰分值达到16.14％，填料留着率为36.3％。
下面描述两个实施例的情况。
实施例1
选择200目片形碳酸钙，按原料用量的7.5％加入到烟草薄片的混合浆料中，在强力电磁搅拌器下搅拌30分钟后；将阴离子捕促剂稀释10倍后按0.2％的用量分别加入到浆料中搅拌均匀，再将瓜尔胶稀释到0.1％浓度，按0.08％的用量加入到浆料中搅拌均匀；按65±3g/m2的定量抄片并检测其灰分值、填料留着率、和吸水性能。与800目原工艺对比。
表4 200目碳酸钙与现工艺对比
| 填料种类 | 填料用量％ | 瓜尔胶％ | 阴离子捕捉剂％ | 灰分％ | 留着率％ | 吸水性mm/min |
| 未加填料 | / | / | / | 8.2 | / | 2.15 |
| 800目碳酸钙(原工艺) | 7.5 | / | / | 10.17 | 12.00 | 3.75 |
| 200目碳酸钙(本发明) | 7.5 | 0.08 | 0.2 | 13.20 | 30.5 | 4.01 |
从表4的数据可以看出：(1)选用200目碳酸钙，在加入量为7.5％+瓜尔胶0.08％+阴离子捕捉剂0.2％时，留着率为30.5％，比原有工艺留着率提高了154.2％.(2)经武烟技术中心及本厂评委评吸，一至认为本发明方法生产的薄片在辛辣、刺激性方面优于原工艺。
实施例2
选择200目片形碳酸钙，按原料用量的10％加入到烟草薄片的混合浆料中，在强力电磁搅拌器下搅拌30分钟后；将阴离子捕促剂稀释10倍后按0.3％的用量分别加入到浆料中搅拌均匀，再将瓜尔胶稀释到0.1％浓度，按0.15％的用量加入到浆料中搅拌均匀；按65±3g/m2的定量抄片并检测其灰分值、填料留着率、和吸水性能。与800目原工艺对比。
表5 200目碳酸钙与现工艺对比
| 填料种类 | 填料用量％ | 瓜尔胶％ | 阴离子捕捉剂％ | 灰分％ | 留着率％ | 吸水性mm/min |
| 未加填料 | / | / | / | 8.2 | / | 2.15 |
| 800目碳酸钙(原工艺) | 7.5 | / | / | 10.17 | 12.00 | 3.75 |
| 200目碳酸钙(本发明) | 10 | 0.15 | 0.3 | 16.14 | 36.30 | 4.34 |
从表5的数据可以看出：(1)浆料中添加填料后，基片的吸水性能得到较大提升；(2)选用200目碳酸钙，在加入量为10％+瓜尔胶0.15％+阴离子捕捉剂0.3％时，留着率高达36.30％，比原有工艺留着率提高了202.5％.(3)经武烟技术中心及本厂评委评吸，一至认为本发明方法生产的薄片在辛辣、刺激性方面优于原工艺。
Claims (4)
1、一种提高填料碳酸钙在薄片中留着率提高薄片质量的方法，其特征在于本方法采用了以下技术措施：
(1)通过电子显微镜检测填料碳酸钙晶体结构，选择碳酸钙的晶粒形状为非球形的晶粒；
(2)将填料碳酸钙的颗粒度控制在150目～250目之间；
(3)加入烟草薄片的混合浆料中的填料碳酸钙的加入量为混合原料总重量的7％～12％；
(4)在烟草薄片的混合浆料中加入占混合浆料总重量0.04％-0.2％的爪尔胶做助留剂；
(5)在烟草薄片的混合浆料中加入占混合浆料总重量0.1％-0.8％的阴离子捕捉剂阳离子季铵盐聚合物。
2、根据权利要求1所述的提高填料碳酸钙在薄片中留着率提高薄片质量的方法，其特征在于：所述的爪尔胶是从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中提取得到阳离子瓜尔胶，主要成分为半乳甘露聚糖，分子量为100万到200万。
3、根据权利要求1所述的提高填料碳酸钙在薄片中留着率提高薄片质量的方法，其特征在于：所述的阳离子瓜尔胶使用时稀释到0.1％的浓度使用，在溶解过程中要求使用分散器边下料边加水进行分散处理，在上浆前5-10米处添加。
4、根据权利要求1所述的提高填料碳酸钙在薄片中留着率提高薄片质量的方法，其特征在于：所述的阴离子捕捉剂阳离子季铵盐聚合物稀释10倍后使用，添加在浆池中，添加时拌搅均匀。
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