CN103343478B - 一种湿部淀粉及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种湿部新型淀粉，淀粉经过塑化改性后应用于湿部，解决抄纸过程中灰分提升或者机械浆用量提升带来的耐折降低问题，亦或维持浆料与灰分条件，取得更高的纸张耐折度。本发明还提出所述湿部新型淀粉的应用。本发明提出的湿部淀粉是阳离子或者两性的，应用这种湿部淀粉来抄纸，改善纸张的品质或者维持纸张品质降低化学纤维用量等；使用新型湿部化学品抄造的纸张耐折度可以在维持其他抄造条件不变情况下提升50%，或者维持纸张耐折度不变，灰分提升5%，亦或机械浆用量提升10%。
Description
技术领域
本发明属于纸浆的混合物领域，具体涉及一种含有淀粉的造纸用湿部化学品。
背景技术
目前随着竞争日趋严重和木材纤维的短缺，灰分和机械浆在纸张的含量日趋提高，纸张物性随之降低，尤其在耐折度指标的表现上更为明显，为弥补强度损失，通常在纸张抄造过程中会添加大量淀粉或者提升NBKP用量，前者存在淀粉用量过高留着率低的问题，后者则会明显提高生产成本。
为确保纸张的高耐折性能，原纸的浆配要有较高的长纤维的用量，也就是说，要使用长纤维漂白化学浆为纸浆。在纸浆的制备过程中，长纤维漂白化学浆得率为40-55%，而机械浆得率为85-95%，机械浆的得率明显高于漂白化学浆。机械浆的应用，对于提升木材类等自然资源的利用率有重要贡献。机械浆用量高会大幅降低纸张耐折度。
因此，既要减少长纤维漂白化学浆的使用，又要保证纸张的耐折性，是纸张抄造领域的重要课题。
纸张抄造的湿部化学品中，还需要添加填料。填料是为了使纸张获得特定性能，如白度、不透明度、平滑度等，同时，填料的加入使纸张内部空隙变小变细，从而增加纸张的油墨吸收性，并且使得吸墨性变匀。通常加入浆料中的不溶于水或微溶于水的矿物质，在印刷纸中含量约为10%-45%，不同的纸张添加量不同，并且可能相差很大。纸张中加入填料量太高也带来一些不良的影响，主要表现为纸张强度的降低和施胶效果的下降，在印刷中易发生掉粉、掉毛现象，填料粒子传递到印版和橡皮布上会产生糊版等现象；由于填料有摩擦作用，还会磨损印版。填料的加入量会体现在纸张的灰分数值中。湿部化学品合理的配方，可以提高纸张灰分而仍保证纸张的优良品质。
发明内容
本发明的目的是针对本领域存在的问题，提出一种用于纸张抄造的湿部淀粉。
本发明的第二个目的是提出应用所述湿部化学品制备纸张的方法。
为实现本发明上述目的的技术方案为：
一种用于纸张抄造的湿部淀粉，所述湿部淀粉是用塑化剂改性的阳离子淀粉或两性淀粉。
其中，所述塑化剂为邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯、环氧化合物、聚酯、脂肪酸酯、多元醇、氯化物、柠檬酸酯、烷基磺酸酯中的一种或多种；所述阳离子淀粉为叔氨基或季铵基改性的玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉或红薯淀粉；所述两性淀粉为磷酸盐改性的淀粉。
优选地，所述塑化剂为丙三醇、磷酸酯、聚胺酯、聚乙烯醇、氯化钙中的一种或多种。
所述湿部淀粉的制备方法为：氧化淀粉溶于其质量1.5-2倍的水中，温度在90℃-100℃下搅拌30-60分钟；固态的塑化剂在常温或50-70℃温度下溶于水制成质量浓度10-30%的水溶液；淀粉溶液和塑化剂溶液混合，淀粉和塑化剂的质量比例为100：2-10（干物质计）。
含有本发明所述的湿部淀粉的纸张。
一种湿部化学品，包括烷基烯酮二聚体、改性淀粉、填料、保留助剂，所述湿部化学品中各成分的添加量为：烷基烯酮二聚体5-18kg，湿部淀粉5-20kg，填料100-450kg，保留助剂0.2-5kg。
其中，所述填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉、矿物纤维、云母、二氧化钛中的一种或多种。
其中，所述保留助剂选自阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、硅溶胶、膨润土的一种或多种。
本发明所述的湿部化学品在湿部化学品在耐折纸张抄造中的应用，所述耐折纸张包括手袋纸、铜版纸、书内折页纸、双胶纸、染色原纸。
所述纸张的抄造包括步骤：制浆、添加湿部化学品、表面施胶、干燥和卷取成纸；
按吨纸计各成分的加入量，所述湿部化学品中各成分的添加量为：烷基烯酮二聚体5-18kg，湿部淀粉5-20kg，填料100-450kg，保留助剂0.2-5kg。
所述抄造的过程中其他步骤和常规的抄造过程相同。
其中，所述制浆步骤中，纸浆由0-10%机械浆、漂白化学长纤纸浆10～30%、漂白化学短纤维纸浆70～90%组成。
所述漂白化学长纤纸浆或短纤维纸浆选自树种为白杨、桉木、相思木、枫木或杂木中的一种或多种的漂白化学浆；所述纸浆的加拿大游离度为350～550毫升。
用本发明所述的湿部化学品制备的纸张。
本发明的有益效果为：
本发明在造纸原料上选用合适比例的机械浆，节约自然资源，有利于环保并保证了纸的质量；使用新型湿部化学品抄造的纸张耐折度可以提升50%（维持其他抄造条件不变），或者维持纸张耐折度不变，灰分提升5%，亦或机械浆用量提升10%。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不应用来限制本发明的范围。
灰分测试按照标准ISO1762:2001，纸、纸板和纸浆—灼烧残余物（灰分）的测定（525°C）。加拿大游离度（c.s.f.）用加拿大标准游离度测定仪测试，型号为TMI33-23-00。纸张的耐折度：用来表示纸张抵抗往复折叠的能力。纸张的耐折度是测量纸张受一定力的拉伸后，再经来回折叠而使其断裂所需的折叠次数，以次数表示，单位是双折次，按纵向裁样测试的为纵向耐折度，按横向裁样测试的结果为横向耐折度。Cobb60是指用可勃法测试吸水性,测试时间为60秒，测试方法依照国家标准GB/T1540-2002。
如无特别说明，实施例中使用的手段均为本领域常规的手段。
实施例1改性淀粉的制备
质量份的阳离子木薯淀粉（桓台县锦湖变性淀粉厂，MTH-3型）100份，溶于180份的水中，在温度100℃下搅拌30分钟，得半透明糊状液体；聚乙烯醇（EG-40）在70℃温度下溶于水制成质量浓度15%的水溶液；淀粉溶液和塑化剂溶液混合得湿部淀粉溶液，淀粉和塑化剂的质量比例为100：3（干物质计）。添加到湿部系统时，按照淀粉干物质量计算加入量。
实施例2改性淀粉的制备
质量份的两性木薯淀粉（桓台县锦湖变性淀粉厂，MTH-1型）100份，溶于180份的水中，在温度100℃下搅拌30分钟，得半透明糊状液体；CaCl25份和水性聚氨酯10份（浙江领新聚氨酯有限公司）常温下溶于85份水制成质量浓度15%的水溶液；淀粉溶液和塑化剂溶液混合得湿部淀粉溶液，淀粉和塑化剂的质量比例为100：15（干物质计，淀粉质量：CaCl2+水性聚氨酯）。添加到湿部系统时，按照淀粉干物质量计算加入量。
实施例3
纸浆的配比为针叶木浆（NBKP，购自金光APP集团，属于漂白化学浆，NBKP指长纤）10%，加拿大游离度400±20mL，阔叶木90%（LBKP，购自金光APP集团，属于漂白化学短纤维），加拿大游离度控制420±20ml。
制浆：按比例将原料散浆、磨浆。添加湿部化学品：烷基烯酮二聚物10kg/t、滑石粉250kg/t、实施例2所制湿部淀粉10kg/t、聚丙烯酰胺0.2kg/t。表面施胶：用木薯氧化淀粉为表面施胶淀粉，用量为25kg/t。然后干燥、卷取成纸，制成纸张。
原纸的纸张克重为100gsm，灰分为25%。平滑度：47秒/10毫升，
耐折度MD/CD31次/30次，Cobb60:21克/平方米。
实施例4
纸浆的配比为针叶木浆（NBKP，购自金光APP集团，属于漂白化学浆）20%，加拿大游离度400mL。机械浆（BCTMP，购自加拿大MeadowLake浆厂）10%，阔叶木80%（LBKP，购自金光APP集团，属于漂白化学短纤维），加拿大游离度控制420±20ml。
制浆：按比例将原料散浆、磨浆。添加湿部化学品：烷基烯酮二聚物10kg/t、碳酸钙350kg/t、实施例2所制湿部淀粉10kg/t、聚丙烯酰胺0.2kg/t。表面施胶：用木薯氧化淀粉为表面施胶淀粉，用量为25kg/t。然后干燥、卷取成纸，制成纸张。
原纸的纸张克重为100gsm，灰分为35%。
耐折度MD/CD30次/35次，Cobb60:25克/平方米。平滑度：43秒/10毫升。
实施例5
纸浆的配比为针叶木浆20%。机械浆（BCTMP，购自加拿大MeadowLake浆厂）10%。阔叶木70%（LBKP，购自金光APP集团，属于漂白化学短纤维），加拿大游离度控制420±20ml。
制浆：按比例将原料散浆、磨浆。添加湿部化学品：烷基烯酮二聚物10kg/t、矿物纤维250kg/t（石家庄岩峰矿物纤维厂，含SiO2:48%；Al2O325%；纤维平均长度3mm，纤维平均直径5.0μm），实施例1所制湿部淀粉10kg/t、聚丙烯酰胺0.2kg/t。表面施胶：用木薯氧化淀粉为表面施胶淀粉，用量为25kg/t。然后干燥、卷取成纸，制成纸张。
原纸的纸张克重为100gsm，灰分为25%。
耐折度MD/CD40/45次（纵向=MD，横向=CD），Cobb60:25克/平方米。平滑度：44秒/10毫升。
实施例6
纸浆的配比为针叶木浆20%，机械浆（BCTMP，购自加拿大MeadowLake浆厂）10%。阔叶木浆70%（LBKP，购自金光APP集团，属于漂白化学短纤维），加拿大游离度控制420±20ml。
制浆：按比例将原料散浆、磨浆。添加湿部化学品：烷基烯酮二聚物10kg/t、矿物纤维450kg/t（石家庄岩峰矿物纤维厂，含SiO2:48%；Al2O325%；纤维平均长度3mm，纤维平均直径5.0μm），实施例1所制湿部淀粉10kg/t、聚丙烯酰胺0.2kg/t。表面施胶：用木薯氧化淀粉为表面施胶淀粉，用量为25kg/t。然后干燥、卷曲成纸，制成纸张。
原纸的纸张克重为100gsm，灰分为45%。
耐折度MD/CD20/20次（纵向=MD，横向=CD），Cobb60:30克/平方米。平滑度：44秒/10毫升。
实施例7
纸浆的配比为针叶木浆20%，机械浆（BCTMP，购自加拿大MeadowLake浆厂）10%。阔叶木浆70%（LBKP，购自金光APP集团，属于漂白化学短纤维），加拿大游离度控制420±20ml。
制浆：按比例将原料散浆、磨浆。添加湿部化学品：烷基烯酮二聚物10kg/t、矿物纤维450kg/t（石家庄岩峰矿物纤维厂，含SiO2:48%；Al2O325%；纤维平均长度3mm，纤维平均直径5.0μm），实施例1所制湿部淀粉20kg/t、聚丙烯酰胺0.2kg/t。表面施胶：用木薯氧化淀粉为表面施胶淀粉，用量为25kg/t。然后干燥、卷曲成纸，制成纸张。
原纸的纸张克重为100gsm，灰分为45%。
耐折度MD/CD40/40次（纵向=MD，横向=CD），Cobb60:30克/平方米。平滑度：44秒/10毫升。
对比例：
纸浆的配比为针叶木浆（NBKP，购自金光APP集团，属于漂白化学浆）20%，加拿大游离度400mL，阔叶木80%（LBKP，购自金光APP集团，属于漂白化学短纤维），加拿大游离度控制420±20ml。。
制浆：按比例将原料散浆、磨浆。添加湿部化学品：烷基烯酮二聚物10kg/t、滑石粉250kg/t、醚化淀粉10kg/t（四季铵盐醚化改性阳离子淀粉，购自东营国丰精细化工有限责任公司）、聚丙烯酰胺0.2kg/t。表面施胶：用木薯氧化淀粉为表面施胶淀粉，用量为25kg/t。然后干燥、卷取成纸，制成纸张。
原纸的纸张克重为100gsm，灰分为25%。平滑度：45秒/10毫升，
耐折度MD/CD22/20次，Cobb60:30克/平方米。
虽然，上文中已经本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (1)
1.一种耐折纸张抄造方法，其特征在于，纸张的抄造包括步骤：制浆、添加湿部化学品、表面施胶、干燥和卷取成纸；
所述添加湿部化学品步骤中，按吨纸计各成分的加入量为：烷基烯酮二聚体5-18kg，湿部淀粉5-20kg，填料250-450kg，保留助剂0.2-5kg；
其中，所述湿部淀粉是采用塑化剂对阳离子淀粉或两性淀粉进行改性得到的；所述塑化剂为丙三醇、磷酸酯、聚胺酯、聚乙烯醇、氯化钙中的一种或多种；所述湿部淀粉的制备方法为：阳离子淀粉或两性淀粉溶于其质量1.5-2倍的水中，温度在90℃-100℃下搅拌30-60分钟；固态的塑化剂在常温或50-70℃温度下溶于水制成质量浓度10-30％的水溶液；淀粉溶液和塑化剂溶液混合，淀粉和塑化剂的质量比例为100：2-10；
其中，所述填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉、矿物纤维、云母、二氧化钛中的一种或多种；所述保留助剂选自阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、硅溶胶、膨润土中的一种或多种；
其中，所述制浆步骤中，纸浆由10％机械浆、漂白化学长纤纸浆20％、漂白化学短纤维纸浆70％组成。
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