CN102660893B - 施胶液及其制备方法,应用该施胶液的涂布纸 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种造纸领域使用的施胶液，其包括经不低于90℃温度共蒸煮的淀粉与瓜尔胶，该施胶液还包括交联剂，该淀粉为氧化淀粉或酶转化淀粉，其中瓜尔胶的绝干质量为淀粉绝干质量的0.1％-10％，该交联剂的质量为淀粉绝干质量的0.1％-1％，该交联剂为乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或一种以上。本发明还提供上述施胶液的制备方法，及应用该施胶液涂布的涂布纸。本发明所述的施胶液涂布于纸张表面能赋予将涂布纸张较好的性能，且能节省成本。

Description

施胶液及其制备方法,应用该施胶液的涂布纸
技术领域
本发明涉及一种造纸领域使用的施胶液及其制备方法，及应用该施胶液所制得的涂布纸。
背景技术
原纸表面施胶主要用以改善纸张的抗水性以及表面强度。目前，纸张表面的施胶液大多采用100％的改性淀粉，然而该类淀粉的成膜性较差，对纸张强度提升幅度有限。现有技术中也有单独采用瓜尔胶进行表面施胶，较淀粉施胶纸张强度有所提升，但是瓜尔胶价格昂贵，导致造纸成本较高。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种有效解决上述问题的施胶液。
另外，还有必要提供一种上述施胶液的制备方法。
此外，还有必要提供一种应用上述施胶液所制得的涂布纸。
一种施胶液，其包括经不低于90℃温度共蒸煮的淀粉与瓜尔胶，该施胶液还包括交联剂，该淀粉为氧化淀粉或酶转化淀粉，其中瓜尔胶的绝干质量为淀粉绝干质量的0.1％-10％，该交联剂的质量为淀粉绝干质量的0.1％-1％，该交联剂为乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或一种以上。
一种施胶液的制备方法，其包括如下步骤：
将淀粉、瓜尔胶混合均匀，并加水制成混合液，其中该淀粉为氧化淀粉或原淀粉，该瓜尔胶的质量为淀粉绝干质量的0.1％-10％；
将混合液升温至温度不低于90℃进行蒸煮，若使用的淀粉为原淀粉，蒸煮前先加入淀粉酶使原淀粉转变形成酶转化淀粉；
向蒸煮后的混合液中加入交联剂，制得所述施胶液，其中该交联剂的质量为淀粉绝干质量的0.1％-1％，该交联剂为乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或一种以上。
一种上述施胶液涂布制得的涂布纸。
本发明所述施胶液的制备在淀粉及瓜尔胶共同蒸煮的过程中，利用高温使两者充分润胀，暴露出更多的羟基，同时添加少量的交联剂，与二者的羟基产生交联作用。采用该种方法生产的施胶液成本低廉，且应用其制备的涂布纸可显著改善纸张的耐折度及表面强度。
具体实施方式
本发明一较佳实施例所述施胶液的制备方法，其包括如下步骤：
(a)制备淀粉和瓜尔胶的混合液。
取一定量的淀粉和一定量的瓜尔胶混合均匀，其中瓜尔胶绝干质量为淀粉绝干质量的0.1％-10％。向上述淀粉和瓜尔胶的混合物中添加水制得混合液，该混合液的的质量百分浓度为5％-15％。
该淀粉为氧化淀粉或原淀粉。该氧化淀粉可为木薯氧化淀粉、玉米氧化淀粉、小麦氧化淀粉、马铃薯氧化淀粉中的一种或一种以上。该原淀粉可为木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或一种以上。
该瓜尔胶为低粘度瓜尔胶，粘度为5-200cps(20℃)，粘度过高影响纸机运行。该瓜尔胶可为天然瓜尔胶及天然瓜尔胶衍生物中的一种或一种以上。
(b)蒸煮混合液。
若上述步骤使用的淀粉为原淀粉，需加入淀粉绝干质量10-300ppm的淀粉酶，在淀粉酶的活性温度50-90℃内，优选活性温度75-85℃内，作用5-30min使原淀粉转变形成酶转化淀粉；随后对混合液进行蒸煮。若上述步骤使用的淀粉为氧化淀粉则直接对混合液进行蒸煮。
蒸煮混合液的具体条件为：将上述混合液升温至温度不低于90℃进行蒸煮10-40min，优选升温至95℃以上蒸煮20-30min。
(c)添加交联剂。
控制上述混合液的温度为45-70℃，加入交联剂于经蒸煮的混合液中混合均匀，制得所述施胶液。该施胶液的质量百分浓度为5％-15％，粘度为5-20cps(施胶液温度为60℃时测得)。
该交联剂的质量为淀粉绝干质量的0.1％-1％。该交联剂可为乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或一种以上。该交联剂使淀粉的羟基及瓜尔胶的羟基产生交联作用，可显著改善纸张的耐折及表面强度。
本发明所述的施胶液，其包括淀粉、瓜尔胶、交联剂和水，其中瓜尔胶的绝干质量为淀粉绝干质量的0.1％-10％；该交联剂的质量为淀粉绝干质量的0.1％-1％。该施胶液的质量百分浓度为5％-15％，粘度为5-20cps(施胶液温度为60℃时测得)。
该淀粉为氧化淀粉或酶转化淀粉。该氧化淀粉可为木薯氧化淀粉、玉米氧化淀粉、小麦氧化淀粉、马铃薯氧化淀粉中的一种或一种以上。酶转化淀粉为淀粉酶处理的原淀粉，该原淀粉可为木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或一种以上。
该瓜尔胶可为天然瓜尔胶及天然瓜尔胶衍生物中的一种或一种以上。
该交联剂可为乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或一种以上。
一种涂布纸，其包括原纸及形成于原纸表面的涂层。该涂层通过上述施胶液涂布形成，单面施胶量为0.1-3g/m2。该纸张具有良好的抗水性和表面强度。
本发明所述施胶液的制备在淀粉及瓜尔胶共同蒸煮的过程中，利用高温使两者充分润胀，暴露出更多的羟基，同时添加少量的交联剂，与二者的羟基产生交联作用。采用该种方法生产的施胶液成本低廉，且应用其制备的涂布纸可显著改善纸张的耐折度及表面强度。
下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
本实施例的施胶液中瓜尔胶质量为淀粉绝干质量的3％，交联剂质量为淀粉绝干质量的0.1％。
取58.1g木薯原淀粉(水分含量14％，绝干质量为50g)，市售低粘度瓜尔胶1.7g(水分含量10％，20℃)，加水365g混合均匀制得混合液。添加相对于绝干淀粉量150ppm淀粉酶于混合液中蒸煮，温度提升到82℃时，保温30min，随后提高温度至90℃，保温30min，加入5g的交联剂乙二醛(质量百分浓度为1％)混合均匀，制得施胶液，该施胶液65℃粘度为12cps，进行纸张单面施胶，施胶量为1.6g/m2。
实施例2
本实施例的施胶液中瓜尔胶质量为淀粉绝干质量的0.1％，交联剂质量为淀粉绝干质量的1％。
取58.1g木薯氧化淀粉(水分含量14％，绝干质量为50g)，市售低粘度瓜尔胶0.06g(水分含量10％，20℃)，加水312.7g混合均匀制得混合液。将混合液水浴升温至95℃蒸煮30min，加入50g的交联剂戊二醛(质量百分浓度为1％)混合均匀，制得施胶液，该施胶液65℃粘度为12cps，进行纸张单面施胶，施胶量为1.6g/m2。
实施例3
本实施例的施胶液中瓜尔胶质量为淀粉绝干质量的10％，交联剂质量为淀粉绝干质量的1％。
取58.1g木薯氧化淀粉(水分含量14％，绝干质量为50g)，市售低粘度瓜尔胶5.5g(水分含量10％，20℃)，加水348.8g混合均匀制得混合液。将混合液水浴升温至90℃蒸煮30min，加入50g的交联剂三偏磷酸钠(质量百分浓度为1％)混合均匀，制得施胶液，该施胶液65℃粘度为14cps，进行纸张单面施胶，施胶量为1.6g/m2。
对比例1
取58.1g木薯原淀粉(水分含量14％，绝干质量为50g)，加水358.5g混合均匀，加对淀粉绝干量150ppm的淀粉酶进行蒸煮，升温至82℃保温30min，然后升温至90℃保温30min，降温至60℃时粘度为10.2cps，进行纸张单面施胶，施胶量为1.6g/m2。
对比例2
取57.5g木薯氧化淀粉(水分含量13％，绝干质量为50g)，加水359.2g混合均匀后进行蒸煮，升温至95℃保温30min，降温至60℃时粘度为11cps，进行纸张单面施胶，施胶量为1.6g/m2。
实施例1-3和对比例1-2所制得的涂布纸进行性能测试，性能测试结果如下表所示。
  测试项目   对比例1   对比例2   实施例1   实施例2   实施例3
  CD向耐折度   72   70   148   83   97
  MD向耐折度   138   146   209   208   281
  RI干强   5   5   6   6   6
  RI湿强   5   6   8   6   8
备注：RI干湿强分10个等级，等级越高，纸张表面强度越好。
由表可知：相较于常规的施胶液，以实施例1-3的施胶液进行涂布，涂布纸具有更高的强度。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种施胶液，其特征在于：该施胶液包括经不低于90℃温度共蒸煮的淀粉与瓜尔胶，该施胶液还包括交联剂，该淀粉为氧化淀粉或酶转化淀粉，其中瓜尔胶的绝干质量为淀粉绝干质量的0.1％-10％，该交联剂的质量为淀粉绝干质量的0.1％-1％，该交联剂为乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或一种以上，所述交联剂用于使淀粉的羟基及瓜尔胶的羟基产生交联作用。
2.如权利要求1所述的施胶液，其特征在于：所述淀粉与瓜尔胶经95℃以上温度共蒸煮。
3.如权利要求1所述的施胶液，其特征在于：该氧化淀粉为木薯氧化淀粉、玉米氧化淀粉、小麦氧化淀粉、马铃薯氧化淀粉中的一种或一种以上。
4.如权利要求1所述的施胶液，其特征在于：该酶转化淀粉为经淀粉酶处理的原淀粉，该原淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或一种以上。
5.如权利要求1所述的施胶液，其特征在于：该瓜尔胶的粘度为5-200cps。
6.如权利要求1所述的施胶液，其特征在于：该瓜尔胶为天然瓜尔胶及天然瓜尔胶衍生物中的一种或一种以上。
7.如权利要求1所述的施胶液，其特征在于：该施胶液中还含有水，该施胶液的质量百分浓度为5％-15％，粘度为5-20cps。
8.一种施胶液的制备方法，其包括如下步骤：
将淀粉、瓜尔胶混合均匀，并加水制成混合液，其中该淀粉为氧化淀粉或原淀粉，该瓜尔胶的绝干质量为淀粉绝干质量的0.1％-10％；
将混合液升温至温度不低于90℃进行蒸煮，若使用的淀粉为原淀粉，蒸煮前先加入淀粉酶使原淀粉转变形成酶转化淀粉；
向蒸煮后的混合液中加入交联剂，制得所述施胶液，其中该交联剂的质量为淀粉绝干质量的0.1％-1％，该交联剂为乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠中的一种或一种以上，所述交联剂用于使淀粉的羟基及瓜尔胶的羟基产生交联作用。
9.如权利要求8所述的施胶液的制备方法，其特征在于：所述混合液升温至95℃以上进行蒸煮。
10.如权利要求8所述的施胶液的制备方法，其特征在于：该氧化淀粉为木薯氧化淀粉、玉米氧化淀粉、小麦氧化淀粉、马铃薯氧化淀粉中的一种或一种以上。
11.如权利要求8所述的施胶液的制备方法，其特征在于：该原淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或一种以上。
12.如权利要求8所述的施胶液的制备方法，其特征在于：该瓜尔胶的粘度为5-200cps。
13.如权利要求8所述的施胶液的制备方法，其特征在于：所述加入淀粉酶使原淀粉转变形成酶转化淀粉的步骤的具体工艺为：加入淀粉绝干质量10-300ppm的淀粉酶，在淀粉酶的活性温度50-90℃内作用5-30min。
14.如权利要求8所述的施胶液的制备方法，其特征在于：该施胶液的质量百分浓度为5％-15％，粘度为5-20cps。
15.如权利要求8所述的施胶液的制备方法，其特征在于：向蒸煮后的混合液中加入交联剂时控制混合液的温度为45-70℃。
16.一种应用权利要求1-7中任意一项所述施胶液涂布制得的涂布纸。
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