CN105908563A - 一种提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物 - Google Patents

一种提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可提高卷烟纸燃烧性的涂料组合物，包括纳米碳酸钙微胶囊40‑60份、微晶纤维素5‑10份、增强剂5‑10份、助燃剂0.6‑2份、助留剂0.8‑2份、消泡剂0.2‑0.5份和杀菌剂0.05‑0.1份，本发明中纳米碳酸钙微胶囊的加入替代了部分填料碳酸钙的作用，在减少填料对纸张强度的影响的前提下，提高了卷烟纸的燃烧性能。

Description

一种提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物
技术领域
该发明专利属于造纸化学品领域，尤其涉及一种卷烟纸用涂料组合物。
背景技术
卷烟纸作为一种特种纸，燃烧性是非常重要的一项指标，为满足这一指标，除了适当提高浆料中阔叶木浆和麻类浆料的配比，填料的添加也必不可少。其中，碳酸钙是卷烟纸生产中最重要的一种填料，对卷烟纸的两大特色功能有重要影响，一是在卷烟燃烧时分解释放二氧化碳，帮助卷烟燃烧不熄灭，以控制燃烧速度；二是增加纸张的透气度，降低焦油含量，以减少对人体的危害。为了达到高透气度、高燃烧性，目前卷烟纸的生产过程中，碳酸钙的使用量一般不少于原料总量的三分之一，而碳酸钙的加入，阻碍了纤维间的相互靠近，减少了纤维间相对结合面积，导致纤维间的结合力降低，对纸张强度造成了非常不利的影响。
发明内容
本发明针对以上所述问题，提出了一种提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，该涂料适用于碳酸钙用量小于造纸原料重量三分之一的卷烟纸，在保持纸张强度的同时，赋予卷烟纸更好的燃烧性能。
一种提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，包括以下原料：
纳米碳酸钙微胶囊 40-60份
微晶纤维素 5-10份
增强剂 5-10份
助燃剂 0.6-2份
助留剂 0.8-2份
消泡剂 0.2-0.5份
杀菌剂 0.05-0.1份
所述的纳米碳酸钙微胶囊是以纳米碳酸钙为囊芯，羟乙基纤维素为囊壁制备得到的微胶囊。
所述的涂料组合物的制备工艺为：将纳米碳酸钙颗粒分散在羟乙基纤维素的乙醇溶液中，形成稳定的悬浮液，然后进行喷雾干燥，形成纳米碳酸钙微胶囊；将40-60份纳米碳酸钙微胶囊、5-10份增强剂、5-10份微晶纤维素、0.8-2份助留剂和0.2-0.5份消泡剂加入分散槽中，开始搅拌，同时加入适量的水，调节pH值为7-8； 在分散槽中加入0.6-2份助燃剂和0.05-0.1份杀菌剂，并加入适量的水调整涂料的固含量为50-70%，得到涂布用涂料。
所述的纳米碳酸钙微胶囊粒径为1-3微米，在所述羟乙基纤维素表面涂敷有一层厚度1-5纳米的聚合度约为3000～10000个葡萄糖分子薄膜层。
所述的纳米碳酸钙微胶囊的芯材和壁材的比例为(75-85)：(15-25)。
所述的增强剂为改性瓜尔胶或/和壳聚糖。
所述的助燃剂为柠檬酸钾或/和柠檬酸钠。
所述的杀菌剂为尼泊金酯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.纳米碳酸钙的加入替代了部分填料碳酸钙的作用，在减少填料对纸张强度的影响的前提下，提高了卷烟纸的燃烧性能。
2.纳米碳酸钙作为涂布填料，由于其是纳米级别，在涂布液制备过程中分散不均匀会造成团聚，将其做成微胶囊结构，不仅利于其分散，还能提高其有效地留着率，通过刮刀的作用，能使囊壁破裂，释放出纳米碳酸钙，起到提高纸张表面匀度和对胶液的吸收性、增强纸页强度的效果。
3.在涂料中加入微晶纤维素，与纸张纤维相互作用，增加纸张强度，且填补纸张表面空隙，使得涂布后的纸张表面光滑，粗糙度下降。经微晶纤维素涂布后的纸张的抗张强度和耐破强度都优于未经涂布的纸张。
4.在所述羟乙基纤维素表面涂敷有一层厚度1-5纳米的聚合度约为3000～10000个葡萄糖分子薄膜层，与微晶纤维素形成氢键结合，提高了涂料组合物的稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例来说明本发明。
实施例1
一种提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，包括以下原料：
纳米碳酸钙微胶囊 40g
微晶纤维素 8g
改性瓜尔胶 10g
柠檬酸钾 0.3g
柠檬酸钠 0.3g
硫酸铝 0.8g
聚硅氧烷消泡剂 0.2g
尼泊金酯 0.05g
纳米碳酸钙微胶囊的囊芯为纳米碳酸钙，囊壁为羟乙基纤维，粒径为1-3微米，纳米碳酸钙微胶囊的芯材和壁材的质量比例为80:20, 在羟乙基纤维素表面涂敷有一层厚度3纳米的聚合度约为5000个葡萄糖分子薄膜层。
以下以制备99.41g上述材料组成的提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物为例，其制备方法和应用方法如下：
取20g羟乙基纤维素，通过溶液法在其表面涂覆一层葡萄糖分子薄膜，控制涂层厚度3nm，然后配制成质量分数20%的乙醇溶液，加入80g纳米碳酸钙颗粒，形成稳定的悬浮液，然后进行喷雾干燥，形成纳米碳酸钙微胶囊；将40g纳米碳酸钙微胶囊、10g改性瓜尔胶、8g微晶纤维素、0.8g硫酸铝和0.2g消泡剂加入分散槽中，开始搅拌，同时加入适量的水，调节pH值为7-8； 在分散槽中加入0.3g柠檬酸钾、0.3g柠檬酸钠和0.05g尼泊金酯，加水调整涂料的固含量为60%，得到涂料组合物；
将所得涂料组合物用于经过硬压光和干燥后的卷烟纸原纸的涂布阶段，再烘干、二压，得到卷烟纸原纸。
实施例2
一种提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，包括以下原料：
纳米碳酸钙微胶囊 50g
微晶纤维素 10g
改性瓜尔胶 8g
柠檬酸钾 0.4g
柠檬酸钠 0.6g
硫酸铝 1g
聚硅氧烷消泡剂 0.2g
尼泊金酯 0.08g
纳米碳酸钙微胶囊的囊芯为纳米碳酸钙，囊壁为羟乙基纤维，粒径为1-3微米，纳米碳酸钙微胶囊的芯材和壁材的质量比例为80:20, 在羟乙基纤维素表面涂敷有一层厚度3纳米的聚合度约为5000个葡萄糖分子薄膜层。
以下以制备107g上述材料组成的提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物为例，其制备方法和应用方法如下：
取20g羟乙基纤维素，通过溶液法在其表面涂覆一层葡萄糖分子薄膜，控制涂层厚度3nm，然后配制成质量分数20%的乙醇溶液，加入80g纳米碳酸钙颗粒，形成稳定的悬浮液，然后进行喷雾干燥，形成纳米碳酸钙微胶囊；将50g纳米碳酸钙微胶囊、8g改性瓜尔胶、10g微晶纤维素、1g硫酸铝和0.5g消泡剂加入分散槽中，开始搅拌，同时加入适量的水，调节pH值为7-8； 在分散槽中加入0.4g柠檬酸钾、0.6g柠檬酸钠和0.08g尼泊金酯，加水调整涂料的固含量为65%，得到涂料组合物；
将所得涂料组合物用于经过硬压光和干燥后的卷烟纸原纸的涂布阶段，再烘干、二压，得到卷烟纸原纸。
对比例1
一种提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，包括以下原料：
沉淀碳酸钙 40g
微晶纤维素 8g
改性瓜尔胶 10g
柠檬酸钾 0.3g
柠檬酸钠 0.3g
硫酸铝 0.8g
聚硅氧烷消泡剂 0.2g
尼泊金酯 0.05g
以下以制备99.g上述材料组成的提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物为例，其制备方法和应用方法如下：
取40g沉淀碳酸钙、10g改性瓜尔胶、8g微晶纤维素、0.8g硫酸铝和0.2g消泡剂加入分散槽中，开始搅拌，同时加入适量的水，调节pH值为7-8； 在分散槽中加入0.3g柠檬酸钾、0.3g柠檬酸钠和0.05g尼泊金酯，加水调整涂料的固含量为60%，得到涂料组合物；
将所得涂料组合物用于经过硬压光和干燥后的卷烟纸原纸的涂布阶段，再烘干、二压，得到卷烟纸原纸。
对比例2
一种提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，包括以下原料：
纳米碳酸钙微胶囊 50g
改性瓜尔胶 8g
柠檬酸钾 0.4g
柠檬酸钠 0.6g
硫酸铝 1g
聚硅氧烷消泡剂 0.2g
尼泊金酯 0.08g
纳米碳酸钙微胶囊的囊芯为纳米碳酸钙，囊壁为羟乙基纤维，粒径为1-3微米，纳米碳酸钙微胶囊的芯材和壁材的质量比例为80:20, 在羟乙基纤维素表面涂敷有一层厚度3纳米的聚合度约为5000个葡萄糖分子薄膜层。
以下以制备93.2g上述材料组成的提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物为例，其制备方法和应用方法如下：
取20g羟乙基纤维素，通过溶液法在其表面涂覆一层葡萄糖分子薄膜，控制涂层厚度3nm，然后配制成质量分数20%的乙醇溶液，加入80g纳米碳酸钙颗粒，形成稳定的悬浮液，然后进行喷雾干燥，形成纳米碳酸钙微胶囊；将50g纳米碳酸钙微胶囊、8g改性瓜尔胶、1g硫酸铝和0.5g消泡剂加入分散槽中，开始搅拌，同时加入适量的水，调节pH值为7-8； 在分散槽中加入0.4g柠檬酸钾、0.6g柠檬酸钠和0.08g尼泊金酯，加水调整涂料的固含量为65%，得到涂料组合物；
将所得涂料组合物用于经过硬压光和干燥后的卷烟纸原纸的涂布阶段，再烘干、二压，得到卷烟纸原纸。
表一
序号 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2
阴燃速率s/150mm 80 75 65.5 60
由上述实验可以看出，本发明的涂料组合物中，纳米碳酸钙微胶囊和微晶纤维素对卷烟纸的燃烧性有显著影响，使用本发明涂料组合物的卷烟纸具有更优的燃烧性。

Claims (6)

1.一种提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，包括以下原料：
纳米碳酸钙微胶囊 40-60份
微晶纤维素 5-10份
增强剂 5-10份
助燃剂 0.6-2份
助留剂 0.8-2份
消泡剂 0.2-0.5份
杀菌剂 0.05-0.1份
所述的纳米碳酸钙微胶囊是以纳米碳酸钙为囊芯，羟乙基纤维素为囊壁制备得到的微胶囊;
所述的涂料组合物的制备工艺为：将纳米碳酸钙颗粒分散在羟乙基纤维素的乙醇溶液中，形成稳定的悬浮液，然后进行喷雾干燥，形成纳米碳酸钙微胶囊；将40-60份纳米碳酸钙微胶囊、5-10份增强剂、5-10份微晶纤维素、0.8-2份助留剂和0.2-0.5份消泡剂加入分散槽中，开始搅拌，同时加入适量的水，调节pH值为7-8；在分散槽中加入0.6-2份助燃剂和0.05-0.1份杀菌剂，并加入适量的水调整涂料的固含量为50-70%，得到涂料组合物。
2.根据权利要求1所述的提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，其特征在于：所述的纳米碳酸钙微胶囊粒径为1-3微米，在所述羟乙基纤维素表面涂敷有一层厚度1-5纳米的聚合度约为3000～10000个葡萄糖分子薄膜层。
3.根据权利要求1所述的提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，其特征在于，所述的纳米碳酸钙微胶囊的芯材和壁材的比例为(75-85)：(15-25)。
4.根据权利要求1所述的提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，其特征在于：所述的增强剂为改性瓜尔胶或/和壳聚糖。
5.根据权利要求1所述的提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，其特征在于：所述的助燃剂为柠檬酸钾或/和柠檬酸钠。
6.根据权利要求1所述的提高卷烟纸燃烧性能的涂料组合物，其特征在于：所述的杀菌剂为尼泊金酯。
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