CN104389238A - 制纸方法及其制得的施胶纸和涂布纸 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了制纸方法及其制得的施胶纸和涂布纸，所述方法包括：在包括纤维素的纸质层至少一表面设置交联层，并烘干，再在所述交联层上设置淀粉层，使得施胶纸和涂布纸表面形成一层紧密的纤维淀粉络合物薄膜。通过上述方式，本发明能够以极低的用药成本，增强施胶纸和涂布纸的封闭性、强度、抗水性能，并不影响纸机施胶运转性。
Description
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，特别是涉及制纸方法及其制得的施胶纸和涂布纸。
背景技术
纸张表面施胶是纸页表面处理的主要方法之一，其可以改善纸页的表面性能，纸页的空隙结构和吸收性能，适印性能等。目前，纸张生产中通常采用烷基烯酮二聚体(AKD)、苯丙胶乳等抗水类表面施胶剂、或PVA和CMC等增强类表面施胶剂，这些施胶剂通常成本较高，并且可能影响纸机运转，如AKD会降低纸张表面性能，造成纸张打滑，PVA和CMC会使施胶粘度增加，容易造成施胶不均等。
淀粉是一种天然的高分子碳水化合物，资源丰富，价格非常低廉，目前价格为3500～5500人民币每吨，是一种重要的造纸表面施胶剂原料，但其与纤维素的亲和力相对较差，且覆盖在纸面上的淀粉膜在干燥过程中随水分的蒸发和膜层的收缩易发生破裂，表现为纸张表面强度较低。
现随着印刷技术的发展，印刷车速不断提高，对纸张表面强度要求也越趋严格，表面强度较差的纸张在印刷过程中易出现起毛掉粉现象。
对于涂布纸，表面施胶也是非常重要的环节，生产过程中对表面施胶强度和封闭性要求非常严格，高的施胶封闭性和强度可提高涂布纸印刷性能，还能减少涂料胶黏剂用量，低的表面施胶强度会造成涂布纸表强差，印刷极易掉毛掉粉。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供制纸方法及由其制得的施胶纸和涂布纸，能够增强施胶纸和涂布纸强度、并且不影响纸机脱水率和纸机运转稳定性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种施胶纸，所述施胶纸包括:
纤维素层、淀粉层以及夹设于所述纤维素层、淀粉层之间的交联层，所述交联层分别与所述纤维素层中的纤维素羟基、淀粉层中的淀粉交联。
其中，所述纤维素层是原纸，所述交联层包括硼砂或硼酸溶液形成的涂层。
其中，所述交联层中硼砂或硼酸含量为1-10％，涂布量为0.1-0.5gsm。
其中，所述淀粉层包括：氧化淀粉、酶转化淀粉、热或热化学转化淀粉、酸改性淀粉、乙酰化淀粉、羟烷基淀粉、阴离子型双变性淀粉、阳离子淀粉、辛烯基丁二酸酯淀粉中一个或两个以上的组合。
其中，所述淀粉层中淀粉的涂布量为1-4gsm。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种涂布纸，其中，所述涂布纸包括施胶纸及在所述施胶纸的至少一表面设置的涂料层，所述施胶纸为上述第一个方案所述的施胶纸。
为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种制纸方法，包括：
在包括纤维素的纸质层至少一表面设置交联层；
在所述交联层上设置淀粉层。
其中，所述在包括纤维素的纸质层至少一表面设置交联层的步骤包括：
在包括纤维素的原纸至少一表面涂覆硼砂或硼酸溶液，并烘干。
其中，所述交联层中硼砂或硼酸溶液含量为1-10％，涂布量为0.1-0.5gsm。
其中，所述淀粉层包括：氧化淀粉、酶转化淀粉、热或热化学转化淀粉、酸改性淀粉、乙酰化淀粉、羟烷基淀粉、阴离子型双变性淀粉、阳离子淀粉、辛烯基丁二酸酯淀粉中一个或两个以上的组合。
其中，所述淀粉层中淀粉的涂布量为1-4gsm。
其中，所述淀粉层优选酶转化淀粉、氧化淀粉。
其中，所述交联层中使用的施胶剂除硼砂或硼酸溶液以外，三偏磷酸钠、六偏磷酸钠等也能获得效果，硼砂效果最优。
其中，所述表面施胶剂的涂覆方式包括喷涂、辊式涂布。
其中，所述gsm为一种重量计量单位表示平方米克重。
本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明利用交联层分别与淀粉和纤维素羟基均具有极强的反应性的化学性质这一特性，采用两道施胶方式，第一道施胶将交联层设置在包含纤维素的纸质层上，第二道施胶将淀粉设置于交联层上，使得交联层中的物质分别与淀粉和纤维素羟基结合，在包含纤维素的纸质表面形成一层紧密的纤维淀粉络合物薄膜。通过上述方式，本发明能够增强施胶纸和涂布纸的封闭性、强度、抗水性能。
附图说明
图1是本发明施胶纸一实施方式的结构示意图；
图2是本发明涂布纸一实施方式的结构示意图；
图3是本发明施胶纸和涂布纸施胶方法的一实施方式的流程示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
请参阅图1，图1是本发明施胶纸一实施方式的结构示意图，本发明提供一种施胶纸包括：纤维素层100、淀粉层300以及夹设于所述纤维素层100、淀粉层300之间的交联层200，所述交联层200分别与所述纤维素层100中的纤维素羟基、淀粉层300中的淀粉交联。
在具体的实施方式中，所述纤维素层100为原纸，或者是含纤维素层100的其他材料，所述交联层100为第一施胶层，制造过程中采用浓度含量是1-10％的硼砂或硼酸溶液，涂布量为0.1-0.5gsm，并烘干制成；所述淀粉层300为第二施胶层，为氧化淀粉、酶转化淀粉、热或热化学转化淀粉、酸改性淀粉、乙酰化淀粉、羟烷基淀粉、阴离子型双变性淀粉、阳离子淀粉、辛烯基丁二酸酯淀粉中一个或两个以上的组合，比如酶转化淀粉、氧化淀粉，制造过程中涂布量为1-3gsm。
其中，所述交联层200在制造过程中使用的施胶剂除硼砂或硼酸溶液以外，还可以采用三偏磷酸钠、六偏磷酸钠等可以分别与淀粉和纤维素羟基交联的其他物质溶液。
请参阅图2，图2是本发明涂布纸一实施方式的结构示意图，本发明提供一种涂布纸包括：纤维素层100、淀粉层300、夹设于所述纤维素层100和淀粉层300之间的交联层200以及位于淀粉层300上的涂料层400，所述交联层200分别与所述纤维素层100中的纤维素羟基、淀粉层300中的淀粉交联。
在具体的实施方式中，所述纤维素层100为原纸，或者是含纤维素层100的其他材料，所述交联层100为第一施胶层，制造过程中采用浓度含量是1-10％的硼砂或硼酸溶液，涂布量为0.1-0.5gsm，并烘干制成；所述淀粉层300为第二施胶层，为氧化淀粉、酶转化淀粉、热或热化学转化淀粉、酸改性淀粉、乙酰化淀粉、羟烷基淀粉、阴离子型双变性淀粉、阳离子淀粉、辛烯基丁二酸酯淀粉中一个或两个以上的组合，比如酶转化淀粉、氧化淀粉，制造过程中涂布量为1-3gsm。
其中，所述交联层200在制造过程中使用的施胶剂除硼砂或硼酸溶液以外，还可以采用三偏磷酸钠、六偏磷酸钠等可以分别与淀粉和纤维素羟基交联的其他物质溶液。
请参阅图3，图3是本发明施胶纸和涂布纸施胶方法的一实施方式的流程示意图，本发明提供一种施胶方法的实施步骤包括：
步骤S101：在包括纤维素的纸质层至少一表面设置交联层。
在包括纤维素的纸质层至少一表面涂覆交联层，其中交联层为含量是1-10％的硼砂或硼酸溶液,待交联层中物质和纤维素羟基结合充分结合后，将所述包含硼砂或硼酸溶液的纤维素纸烘干。
步骤S102：在所述交联层上设置淀粉层。
在所述纤维素纸的交联层上涂覆淀粉层，所述淀粉层为氧化淀粉、酶转化淀粉、热或热化学转化淀粉、酸改性淀粉、乙酰化淀粉、羟烷基淀粉、阴离子型双变性淀粉、阳离子淀粉、辛烯基丁二酸酯淀粉中一个或两个以上的组合，涂覆量为1-3gsm。使得交联层中已经和纤维素羟基结合的物质再和淀粉结合，在纤维素纸表面形成一层紧密的纤维淀粉络合物薄膜。
通过上述方法，使得交联层中的物质分别与淀粉和纤维素羟基结合，使得大量亲水性羟基封闭，在纤维素纸表面形成一层紧密的纤维淀粉络合物薄膜。从而增强施胶纸和涂布纸的封闭性、强度、抗水性能，提高了纸的适印性能，并不影响纸机施胶运转性。
下面通过具体实施方式对本发明施胶纸的制造方法做进一步的说明。
制备原纸：选用100％漂白化学浆为浆料，通过散浆，磨浆或疏解处理，将浆料的加拿大游离度控制为300毫升(ml)；然后，向浆料中加入化学品，化学品分别为研磨碳酸钙，其用量为160公斤/吨纸；增强剂阳离子淀粉，其用量为9公斤/吨纸；烷基烯酮二聚体(AKD)，其用量为6公斤/吨纸；保留助剂丙烯酸酰胺，其用量为0.2公斤/吨纸；将上述浆料进行抄造原纸，制备出原纸，原纸基重为80gsm。
对比例：将糊化好的羟丙基淀粉与一定量的水均匀混合，制得12％浓度的淀粉表面施胶剂。将制备好的淀粉施胶剂涂布于原纸表面，得到施胶纸。该表面施胶剂的涂布量为1.9gsm。
下面分本发明制纸实施方式和作为对比例的涂布纸制作两部分，进行对比说明：
一、本发明制纸实施方式1～5
实施方式1
将5％的硼砂水溶液，喷涂于原纸表面，喷涂量约0.3gsm，烘干。将糊化好的酶转化淀粉与一定量的水均匀混合，制得12％浓度的表面施胶剂。将制备好的淀粉施胶剂涂布于原纸已涂硼砂的一表面，得到施胶纸。该表面施胶剂的涂布量为1.9gsm。
实施方式2
将3％的硼砂水溶液，喷涂于原纸表面，喷涂量约0.1gsm，烘干。将糊化好的酸改性淀粉与一定量的水均匀混合，制得12％浓度的表面施胶剂。将制备好的淀粉施胶剂涂布于原纸已涂硼砂的一表面，得到施胶纸。该表面施胶剂的涂布量为1.9gsm。
实施方式3
将10％的硼砂水溶液，喷涂于原纸表面，喷涂量约0.5gsm，烘干。将糊化好的羟丙基淀粉与一定量的水均匀混合，制得12％浓度的表面施胶剂。将制备好的淀粉施胶剂涂布于原纸已涂硼砂的一表面，得到施胶纸。该表面施胶剂的涂布量为1.9gsm。
实施方式4
将1％的硼砂水溶液，喷涂于原纸表面，喷涂量约0.3gsm，烘干。将糊化好的羟丙基淀粉与一定量的水均匀混合，制得8％浓度的表面施胶剂。将制备好的淀粉施胶剂涂布于原纸已涂硼砂的一表面，得到施胶纸。该表面施胶剂的涂布量为1.0gsm。
实施方式5
将5％的硼酸水溶液，喷涂于原纸表面，喷涂量约0.3gsm，烘干。将糊化好的羟乙基淀粉与一定量的水均匀混合，制得12％浓度的表面施胶剂。将制备好的淀粉施胶剂涂布于原纸已涂硼酸的一表面，得到施胶纸。该表面施胶剂的涂布量为3gsm。
二、作为对比例的涂布纸制作
制备涂布纸：
涂料配方：90份沉淀碳酸钙，10份苯乙烯丁二烯胶乳。
将施胶纸表面涂布相同的涂料，得到相应的涂布纸，涂料涂布量为12gsm。
表一为实施方式1-5、对比例中施胶剂种类和用量及各产品性能测试结果；
表一
通过表一可以看出，使用本发明的方法制造的施胶纸的葛尔莱透气度值、IGT值(印刷性能)明显高于对比例中未涂覆硼砂溶液的施胶纸，而使用本发明的方法制造的施胶纸的COBB值(吸收性能)明显低于对比例中未涂覆硼砂溶液的施胶纸。说明通过本发明的方法制造的施胶纸，能提高施胶纸的封闭性、强度、抗水性。
再在施胶纸基础上涂覆涂料制得涂布纸，经过本发明方法制造的涂布纸的葛尔莱透气度值和IGT值(印刷性能)明显高于对比例制得的涂布纸。说明通过本发明的方法制造的涂布纸，能提高涂布纸的封闭性、强度、抗水性。
经试验，当涂料中苯乙烯丁二烯胶乳为8份时，测得涂布纸的各项性能值和表一中使用10份苯乙烯丁二烯胶乳的涂布纸性能值相近。说明通过本发明的方法制造的涂布纸，可以减少涂布纸涂料用量，降低成本。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种施胶纸，其特征在于，所述施胶纸包括纤维素层、淀粉层以及夹设于所述纤维素层、淀粉层之间的交联层，所述交联层分别与所述纤维素层中的纤维素羟基、淀粉层中的淀粉交联。
2.根据权利要求1所述的施胶纸，其特征在于，所述纤维素层是原纸，所述交联层包括硼砂或硼酸溶液形成的涂层。
3.根据权利要求2所述的施胶纸，其特征在于，所述交联层中硼砂或硼酸含量为1-10％，涂布量为0.1-0.5gsm。
4.根据权利要求1至3任一项所述的施胶纸，其特征在于，所述淀粉层包括：氧化淀粉、酶转化淀粉、热或热化学转化淀粉、酸改性淀粉、乙酰化淀粉、羟烷基淀粉、阴离子型双变性淀粉、阳离子淀粉、辛烯基丁二酸酯淀粉中一个或两个以上的组合。
5.根据权利要求4所述的施胶纸，其特征在于，所述淀粉层中淀粉的涂布量为1-4gsm。
6.一种涂布纸，其特征在于，所述涂布纸包括施胶纸及在所述施胶纸的至少一表面设置的涂料层，所述施胶纸为上述权利要求1-5任一项所述的施胶纸。
7.一种制纸方法，其特征在于，包括：
在包括纤维素的纸质层至少一表面设置交联层；
在所述交联层上设置淀粉层。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述在包括纤维素的纸质层至少一表面设置交联层的步骤包括：
在包括纤维素的原纸至少一表面涂覆硼砂或硼酸溶液，并烘干。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述交联层中硼砂或硼酸溶液含量为1-10％，涂布量为0.1-0.5gsm。
10.根据权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，所述淀粉层包括：氧化淀粉、酶转化淀粉、热或热化学转化淀粉、酸改性淀粉、乙酰化淀粉、羟烷基淀粉、阴离子型双变性淀粉、阳离子淀粉、辛烯基丁二酸酯淀粉中一个或两个以上的组合。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述淀粉层中淀粉的涂布量为1-4gsm。
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