CN109826048A - 用于造纸的表面施胶剂和改善纸张强度的造纸方法 - Google Patents

用于造纸的表面施胶剂和改善纸张强度的造纸方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于造纸的表面施胶剂和改善纸张强度的造纸方法。本发明的表面施胶剂的功效成分由包括A组分和B组分的原料制备而成,所述表面施胶剂的功效成分由包括A组分和B组分的原料制备而成,所述A组分和B组分的重量百分比为99.5%~40%:0.5%~60%;所述A组分为淀粉;所述B组分由以下重量百分比的成分组成:纤维素5‑50%,木质素15‑35%,半纤维素10‑28%,蛋白质0.6‑5%,蜡酯0.5‑3%,二氧化硅5‑25%。将本发明所述表面施胶剂用于造纸,制得的纸张强度得到显著提高,同时还可显著降低制成品回收时的COD。

Description

用于造纸的表面施胶剂和改善纸张强度的造纸方法
技术领域
本发明涉及造纸领域,特别是涉及一种用于造纸的表面施胶剂和一种改善纸张强度的造纸方法。
背景技术
箱板纸和瓦楞纸主要应用于包装行业,是中国消费量最大的两类纸品。2016年中国1.1亿吨的纸及纸板产量中,箱板纸和瓦楞纸占总比重在45%。由于纸浆原料短缺,中国生产箱板纸和瓦楞原纸的企业大都采用废旧纸箱进行生产,然而中国这种多次重复利用的废纸品原料所生产的纸张强度低,质量差。为了满足用户对纸张强度和其他性能的需求,一般造纸企业采用表面施胶,以提高纸和纸板的各种性能指标,包括纸张强度如耐破度、环压强度、抗张强度、耐折度等。
表面施胶是在纸或纸板的两面,以含一种或多种表面施胶剂的水分散液,在特定的设备中进行施胶的一种方法。表面施胶剂大多数是由对水有抵抗性的疏水基和对浆有亲和性的亲水基构成。疏水基有苯乙烯、烯烃、醋基等;亲水基有含有羧基(阴离子性)的马来酸、丙烯酸等以及含有氨基(阳离子性)的二甲基氨基丙烯酸醋等。当他们涂于纸张表面时,一部分表面施胶液将渗透在纸层中,填充纸页中的空隙;另一部分将留在纸页表面。在干燥过程中,由于聚合物的玻璃化温度低于环境温度,聚合物表现为热塑性。这样,聚合物粒子会在纤维表面伸展。此时,表面施胶剂中的阴离子集团(-COOR)被纸层内的硫酸铝或是阳离子性聚合物带有阳离子性活化了的部位吸附,而形成一层连续的膜,因而表现出施胶性。另外,表面施胶可以改善纸张的表面强度,内部结合程度,IGT拉毛速度、减少透气度、增加挺度、平滑度、改进印刷性,以及提高纸的耐脂、耐油性能等。
表面施胶的亲水基材料目前一般造纸企业主要采用淀粉,用量在20-80公斤/吨纸。由于造纸用的淀粉的来源主要是粮食作物,比如玉米、小麦、薯类等作物,是人们赖以生存的粮食和生活必需品,而中国是众所周知的粮食大国,也是缺粮国,造纸消耗大量淀粉对中国粮食安全带来隐患。中国商务部的数据显示,中国粮食进口2012年全年超过了7000万吨,其中,淀粉谷物(玉米,小麦和大米)净进口1320万吨,有关研究显示这种增长趋势将会持续。中国农业部预测,到2020年,中国的粮食产量缺口将加大到1亿吨以上。根据英国《经济学人》智库发布的《2013年世界粮食安全指数报告》,西方国家占领了全球粮食安全系数排行榜第一梯队,中国则位列第42位,甚至连粮食严重依赖进口的日本(18位)和韩国(24位),也大大领先于中国的粮食安全。
按照箱板纸/瓦楞纸生产需平均50公斤/吨纸和全国箱板纸和瓦楞纸每年近5000万吨产量计,中国造纸工业每年所消耗的淀粉达到250万吨。很明显,造纸使用大量的淀粉给中国粮食安全增加负担。
此外,当废旧纸箱(OCC)被回收应用时,淀粉在制浆过程中大部分被溶解或分散在水中而流失,导致废水的高COD浓度,根据国内典型的OCC纸厂生产数据估计:废水COD的30-50%来自于淀粉。赋予纸张表面抗水性的表胶剂随着淀粉的溶解或分散而进入白水中,除了增加COD负荷外,这些合成化学物质在废水处理时不易降解,增加废水处理的难度和成本。可见,淀粉的大量使用对造纸工业的环保带来了极大的负面影响。
因此,整个造纸工业一直在寻找一种比淀粉更经济有效的“淀粉替代剂”,例如,早在1994年,美国专利US5362573公开了一项使用锆、铪和钛的金属盐类物质与淀粉表胶溶液反应,以提高表胶的抗水性和表面强度,但该技术的成本较高。美国专利申请US20030037894公开了使用改性多糖(modified polysaccharide)来替代淀粉改善表面施胶的方法,包括纤维素、瓜尔胶、聚壳糖等。该方法同样有成本高的缺陷。
中国发明专利申请CN103388286A描述了一种用无机矿纤环压增强的表面施胶剂,所述施胶剂由表面施胶淀粉和无机矿纤组成,所述无机矿纤为复合矿纤、改性硅灰石、硅灰石中的一种,包括硅灰石纤维、海泡石纤维、和凹凸棒粘土。中国发明专利申请CN103374857A公开了使用由水合铝硅酸盐构成的矿物(粒径控制在小于1μm)、滑石粉和碳酸钙等矿物替代部分淀粉。彭鹏杰等人(Peng et al(2011),Water-Glass Starch forLinerboard,《BioResources》6:4158-4167)发现表胶中添加水玻璃可显著提高纸张环压指数,因而替代部分淀粉作为表胶助剂;但是,该研究也表明添加水玻璃后对纸张的耐破度有严重的负面作用。中国专利申请CN201210594688.1描述了使用硫酸亚铁、组合聚合物和淀粉交联剂能够替代部分淀粉并能提升纸页的品质,可根据不同纸页要求,在糊化工艺中能替代15-30%的淀粉,较传统的表面施胶增强剂不仅在抗水性能上有了大幅度提升,同时在纸页环压指标上均有明显提升,具有一定的防止纸页返潮变型的问题。
但是,迄今还没有找到一种既经济又有效的材料部分甚至完全替代淀粉作为表面施胶剂应用,该表面施胶剂应比淀粉有更显著的增强效果。开发这种新技术将对中国造纸工业的可持续性发展具有十分重大的意义,而且能为中国的粮食安全保障作出积极的贡献。
发明内容
基于此,本发明的目的之一是提供一种用于造纸的表面施胶剂。
具体技术方案如下:
一种用于造纸的表面施胶剂,所述表面施胶剂的功效成分主要由A组分和B组分制备而成,所述A组分和B组分的重量百分比为99.5%~40%:0.5%~60%;所述A组分为淀粉;所述B组分由以下重量百分比的成分组成:纤维素5-50%,木质素15-35%,半纤维素10-28%,蛋白质0.6-5%,蜡酯0.5-3%,二氧化硅5-25%。
在其中一些实施例中,所述A组分和B组分的重量百分比为95%~50%:5%~50%。
在其中一些实施例中,所述A组分和B组分的重量百分比为90%~60%:10%~40%。
在其中一些实施例中,所述A组分和B组分的重量百分比为87%~63%:13%~37%。
在其中一些实施例中,B组分由以下重量百分比的成分组成:纤维素38-48%,木质素18-28%,半纤维素15-22%,蛋白质1-3%,蜡酯1-2%,二氧化硅8-18%。
在其中一些实施例中,所述淀粉为玉米淀粉和/或木薯淀粉。
本发明的另一目的在于提供一种改善纸张强度的造纸方法。
具体技术方案如下:
一种改善纸张强度的造纸方法,包括如下步骤:
(1)制备淀粉溶液;
(2)制备B组分的分散液;
(3)将所述B组分的分散液和所述淀粉溶液混合,得混合溶液,将所述混合溶液进行反应,得表面施胶溶液;所述混合溶液中活性成分的浓度为5-40wt%;所述活性成分为B组分和淀粉,所述淀粉和B组分的重量百分比为99.5%~40%:0.5%~60%;所述B组分由以下重量百分比的成分组成:纤维素5-50%,木质素15-35%,半纤维素10-28%,蛋白质0.6-5%,蜡酯0.5-3%,二氧化硅5-25%;
(4)将表面施胶溶液施加到未施胶的原纸表面,得施胶纸页;
(5)将施胶纸页烘干,即可。
在其中一些实施例中,所述淀粉和B组分的重量百分比为95%~50%:5%~50%。
在其中一些实施例中,所述A组分和B组分的重量百分比为90%~60%:10%~40%。
在其中一些实施例中,所述A组分和B组分的重量百分比为87%~63%:13%~37%。
在其中一些实施例中,所述B组分由以下重量百分比的成分组成:纤维素38-48%,木质素18-28%,半纤维素15-22%,蛋白质1-3%,蜡酯1-2%,二氧化硅8-18%。
在其中一些实施例中,所述混合溶液中活性成分的浓度为5-10%。
在其中一些实施例中,所述淀粉为玉米淀粉和/或木薯淀粉。
在其中一些实施例中,步骤(4)中所述表面施胶溶液的施加量为:按表面施胶溶液中的活性成分计,每吨干浆料中施加5-100kg的活性成分。
在其中一些实施例中,步骤(4)中所述表面施胶溶液的施加量为:按表面施胶溶液中活性成分计,所述每吨纸施加10-80kg的活性成分。
在其中一些实施例中,步骤(3)中所述反应的温度为20-90℃,时间为2-200min。
在其中一些实施例中,步骤(3)中所述反应的温度为40-85℃。
在其中一些实施例中,步骤(3)中所述反应的温度为50-70℃,时间为40-80min。
在其中一些实施例中,步骤(1)所述制备淀粉溶液时的制备温度为80-100℃。在其中一些实施例中,步骤(1)所述淀粉溶液中淀粉的重量百分比为3-20wt%。
在其中一些实施例中,步骤(2)所述制备B组分的分散液时的制备温度为10-40℃。
在其中一些实施例中,步骤(2)所述稻壳粉分散液中稻壳粉的重量百分比为1-55wt%。
在其中一些实施例中,步骤(4)中所述施加的方法为刮刀法、浸泡法、喷雾法或薄膜转移法。
本发明的用于造纸的表面施胶剂和改善纸张强度的造纸方法具有以下优点和有益效果:
(1)本发明经发明人大量的实验和研究,得出将本发明所述的具有特定组成的B组分与淀粉复配而成的表面施胶剂用于造纸,所制得的纸张的各种物理强度(包括抗张强度、环压强度、耐破强度和耐折度)均得到显著提高。
(2)本发明所述表面施胶剂采用B组分替代部分淀粉,有利于中国的粮食的稳定供应,减少粮食进口的依赖性,提高中国的战略安全性。
(3)本发明所述造纸方法,通过控制表面施胶溶液中活性成分的浓度及活性成分中B组分和淀粉的含量,即可制得抗张强度强、抗压强度高的纸张;进一步的,通过控制表面施胶溶液的施加量和/或淀粉和B组分的反应条件,制得耐破强度更高、抗压强度更强的纸张。
(4)与现行的生产方法相比,用本发明的方法生产的纸产品再回收应用时,废水中的COD得到显著降低,有利于环保低碳的发展。
具体实施方式
淀粉(Starch)
本发明所用淀粉的化学通式是(C6H10O5)n,其水解到二糖阶段为麦芽糖,完全水解后得到单糖(葡萄糖)。淀粉可分为直链淀粉(糖淀粉)和支链淀粉(胶淀粉)。
(1)直链淀粉:α-葡萄糖以α(1-4)糖苷键依次相连成长而不分开的葡萄糖多聚物。典型情况下由数千个葡萄糖线基组成,分子量从150000到600000,为无分支的螺旋结构。
(2)支链淀粉:在直链的基础上每隔20-25个葡萄糖残基就形成以α-1,4-糖苷键首尾相连而成,在支链处为α-1,6-的糖苷键。
直链淀粉遇碘呈蓝色,支链淀粉遇碘呈紫红色。
纤维素(Cellulose):
本发明所用纤维素由β-D-葡萄糖分子以β-(1-4)糖苷键相连而成直链的高分子聚合物,其化学结构式为(C6H10O5)n,式中n为聚合度。在自然界中,纤维素是植物细胞壁的主要结构成分,常见的植物中棉花含90%的纤维素,木料一般含40-50%纤维素。
木质素:
木质素是三种苯丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子,存在于木质组织中,主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁,为次生壁主要成分。木质素主要位于纤维素纤维之间,起抗压作用。在木本植物中,木质素占25%,是世界上第二位最丰富的有机物(纤维素是第一位)。由于自然界中木质素与纤维素、半纤维素等往往相互连接,形成木质素-碳水化合物复合体(Lignin-Carbohydrate Complex),故目前没有办法分离得到结构完全不受破坏的原本木质素。
木质素同时含有多种活性官能团,如羟基、羰基、羧基、甲基及侧链结构。其中羟基在木质素中存在较多,以醇羟基和酚羟基两种形式存在;在木质素的侧链上,有对羟基安息香酸、香草酸、紫丁香酸、对羟基肉桂酸、阿魏酸等酯型结构存在,这些酯型结构存在于侧链的α位或γ位。在侧链α位除了酯型结构外,还有醚型连接,或作为联苯型结构的碳-碳联结。
半纤维素:
半纤维素(英文名称:hemicellulose)是植物细胞壁中与纤维素紧密结合的不同类型的单糖构成的异质多聚体,这些糖是五碳糖和六碳糖,包括木糖、阿伯糖、甘露糖和半乳糖等。构成半纤维素的糖基主要有D-木糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、4-氧甲基-D-葡萄糖醛酸及少量L-鼠李糖、L-岩藻糖等。半纤维素主要分为三类,即聚木糖类、聚葡萄甘露糖类和聚半乳糖葡萄甘露糖类,其中木聚糖在木质组织中占总量的50%,它结合在纤维素微纤维的表面,并且相互连接,这些纤维构成了坚硬的细胞相互连接的网络。
蛋白质:
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子,是由α—氨基酸按一定顺序结合形成一条多肽链,再由一条或一条以上的多肽链按照其特定方式结合而成的高分子化合物。蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。蛋白质具有一级、二级、三级、四级结构,蛋白质分子的结构决定了它的功能。
淀粉酶:
淀粉酶是指能水解淀粉、糖原和有关多糖中的O-葡萄糖键的酶。一般作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖元等α-1,4-葡聚糖,水解α-1,4-糖苷键的酶。淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称。
纤维素酶:
本发明中的“纤维素酶”是指所有的对纤维素有降解作用的生物酶,包括外切葡聚糖酶(又称纤维二糖水解酶)(CBH)、内切葡聚糖酶(EG)和β-葡萄糖苷酶(BG))。
内切纤维素酶:本发明中的“内切纤维素酶”是指表现葡聚糖内切酶类型活性的,并且是由给定微生物产生的纤维素酶体系的一部分的所有纤维素酶组分,也叫“葡聚糖内切酶或内切葡聚糖酶(EG)”。萄聚糖内切酶水解可溶性的纤维素衍生物,例如羧甲基纤维素(CMC),降低这种溶液的粘度。
外切纤维素酶,本发明中的“外切纤维素酶”是指外切葡聚糖酶(exo-1,4-β-D-glucanase,EC 3.2.1.91),该类酶作用于纤维素线状分子末端,水解β-1,4-D-14糖苷键,依次切下一个纤维二糖分子,故又称为纤维二糖水解酶(cellobiohydrolase,CBH)。
油脂/蜡酯:
油脂是油和脂肪的统称。从化学成分上来讲油脂都是高级脂肪酸与甘油形成的酯。油脂是一种特殊的酯,其主要成分是一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯,称为甘油三酯。其中,油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,脂肪是饱和高级脂肪酸甘油酯,都是高级脂肪酸甘油酯。油脂均为混合物,无固定的熔沸点。蜡是脂肪烃的衍生物、碳原子数约为18~30的烃类混合物,主要组分为直链烷烃,还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃。
以下将结合具体实施例对本发明做进一步说明。
以下实施例中,所用纤维素、木质素、半纤维素、蛋白质以及蜡酯均来源于稻壳粉。下述实施例中试验用的B组分组成如下(均以重量百分比计):
样品A按以下成分混合备用:纤维素43.2%,木质素21.1%,半纤维素17.7%,蛋白质2.2%,蜡酯1.2%,二氧化硅14.6%。
样品C按以下成分混合备用:纤维素40.7%,木质素24.9%,半纤维素19.7%,蛋白质2.8%,蜡酯1.4%,二氧化硅10.5%。
样品F按以下成分混合备用:纤维素40.7%,木质素20.9%,半纤维素17.7%,蛋白质2.5%,蜡酯1.3%,二氧化硅16.9%。
样品G按以下成分混合备用:纤维素44.7%,木质素24.8%,半纤维素19.2%,蛋白质0.5%,蜡酯0.1%,二氧化硅10.7%。
实施例1样品A替代表胶淀粉在用OCC原料生产瓦楞纸中的应用
一、材料
淀粉是玉米淀粉或木薯淀粉,来自东莞完美淀粉有限公司;原纸取自东莞旭丰纸业有限公司,为100%的OCC国废生产的瓦楞纸(普瓦,未施胶)。
二、表面施胶方法和试验步骤如下:
1.取1000ml的烧杯,称取940.0g去离子水于烧杯中,并将其放入95℃磁力水浴搅拌器中,在搅拌状态下加入60.00g淀粉,之后加入0.024g过二硫酸钾(淀粉降粘剂,用量相对于淀粉用量的0.04%),然后用大小合适的表面皿将烧杯盖上,开始计时60分钟,计时结束后将淀粉放入62.2℃水浴中降温至62.2℃,制得6%的淀粉溶液,保存备用。
2.取一定量的样品A于烧杯中,室温下加去离子水至样品A的质量浓度为45%,配制成45%固体含量的样品A的分散液。
3.取2.00g纸厂取样的AKD乳液于100ml烧杯中,加去离子水至100.00g,然后搅拌均匀,配制2%的AKD溶液,存放备用。
4.准备纸样并计算施胶量:根据施胶机的工作尺寸和实验检测所需纸样大小,预先切好50cm*30cm大小的纸样,对每一张纸样进行称重,然后计算施胶剂用量和AKD用量;
5.复配施胶剂并测试粘度:将步骤1中配制的淀粉溶液与步骤2中配置的样品A的分散液按照一定的取代/添加比例在烧杯中混合并通过添加去离子水配制成一定固含量的混合溶液(见表1中施胶液的固体浓度)(总量200g左右,便于测试粘度),混合后将其放入62.2℃的水浴中,在转速105rpm下搅拌5分钟(目的是将样品A打散并与淀粉均匀混合),之后将转速降至55rpm继续搅拌55分钟,即得表胶溶液,搅拌结束后取出烧杯测试表胶溶液的粘度和温度,对比实验淀粉溶液在相同条件下搅拌测试。
6.施胶方法:
a.根据步骤4中计算的施胶量称取表胶溶液的量和AKD的量,并将二者均匀混合后,放入62.2℃水浴中保温1分钟(保证其上胶前温度),得胶液;
b.将胶液用注射器均匀涂于纸张一测,开启施胶机进行施胶;
c.纸张第一面施胶结束后将纸张在架子上自然干燥;
d.待纸张胶面没有明显水分时将纸张放入105℃的加热板中加热5分钟;
e.加热结束后,取出纸样在空气中平衡一定时间后,进行纸张的第二面施胶,重复以上步骤;
f.施胶结束后,将所有纸样均匀摆放在架子上,放入50%RH,23℃的恒温恒湿环境中平衡一晚后,进行物理性能检测。
7.按照TAPPI方法测试纸张的环压强度和耐破度。
三、实验结果
实验结果如表1和表2所示,从表1可见,在不添加AKD作为抗水剂时,对比100%的淀粉表胶施胶的纸样,样品A替代部分淀粉作为表胶施胶,纸张环压指数和耐破度都随着替代率增加而显著增加,当超过25%的淀粉被样品A替代时,环压指数和耐破度分别增加了32%和24%。
表1未添加AKD时,稻壳粉A替代淀粉对纸张的环压和耐破强度的影响。
由表2可见,在加入抗水剂AKD(添加量为5kg/T(吨纸)时,随着样品A替代淀粉的比例的增加,纸张环压指数和耐破度的提高趋势与不添加抗水剂AKD时基本一样。
表2添加AKD表胶剂时,B组分替代淀粉对纸张的环压和耐破强度的影响。
实施例2样品C替代淀粉的替代率对纸张强度的影响
一、材料:
淀粉是玉米淀粉,来自东莞完美淀粉有限公司;原纸取自东莞旭丰纸业有限公司,为100%的OCC国废生产的瓦楞纸(普瓦,未施胶)。
二、表面施胶方法和实验步骤同实施例1。
三、实验结果
试验结果见表3。由表3结果可见,随着样品C替代率的增加,纸张的环压指数和耐破度显著增加,在替代率30-40%时,环压指数和耐破度都达到最高值;之后随着样品C的增加,环压指数和耐破度渐渐下降。
表3淀粉和样品C的混合比例对纸张的环压指数、耐破指数的影响。
实施例3样品F和G的添加量和施胶液的固体含量对表面施胶的影响
一、材料:
淀粉是玉米淀粉,来自东莞完美淀粉有限公司;原纸取自东莞旭丰纸业有限公司,为100%的OCC国废生产的瓦楞纸。
二、表面施胶方法的步骤如下:
1.蒸煮淀粉:取1000ml的烧杯,称取800.0g去离子水于烧杯中,并将其放入95℃磁力水浴搅拌器中,在搅拌状态下加入200.00g淀粉,之后加入2.0g二硫酸钾(淀粉降粘剂,用量相对于淀粉用量的1.0%),然后用大小合适的表面皿将烧杯盖上,开始计时60分钟,计时结束后将淀粉放入62.2℃水浴中降温至62.2℃,制得20%的淀粉溶液,保存备用。
2.样品F和G分散液的制备:分别取一定量的样品F和G于烧杯中,室温下加去离子水至样品F和G的质量浓度为45%,在搅拌状态下配制成45%固体含量的样品F和样品G的分散液。
3.取2.00g纸厂取样的AKD乳液于100ml烧杯中,加去离子水至100.00g,然后搅拌均匀,配制2%的AKD溶液,存放备用。
4.准备纸样并计算施胶量:根据施胶机的工作尺寸和实验检测所需纸样大小,预先切好50cm*30cm大小的纸样,对每一张纸样进行称重,然后计算施胶剂用量和AKD用量;
5.复配施胶剂并测试粘度:将步骤1中配制的淀粉溶液与步骤2中配置的样品F和G分散液按照一定的取代/添加比例在烧杯中混合并通过添加去离子水配制成一定固含量的混合溶液(见表6中施胶液的固体浓度)(总量200g左右,便于测试粘度),混合后将其放入62.2℃的水浴中,在转速105rpm下搅拌5分钟(目的是将分散液F和G打散并与淀粉均匀混合),之后将转速降至55rpm继续搅拌55分钟,即得表胶溶液,搅拌结束后取出烧杯测试表胶溶液的粘度和温度,对比实验淀粉溶液在相同条件下搅拌测试。
6.施胶方法:
a.根据步骤4中计算的施胶量称取表胶溶液的量和AKD的量,并将二者均匀混合后,放入62.2℃水浴中保温1分钟(保证其上胶前温度),得胶液;
b.将胶液用注射器均匀涂于纸张一测,开启施胶机进行施胶;
c.纸张第一面施胶结束后将纸张在架子上自然干燥;
d.待纸张胶面没有明显水分时将纸张放入105℃的加热板中加热5分钟;
e.加热结束后,取出纸样在空气中平衡一定时间后,进行纸张的第二面施胶,重复以上步骤;
f.施胶结束后,将所有纸样均匀摆放在架子上,放入50%RH,23℃的恒温恒湿环境中平衡一晚后,进行物理性能检测。
7.按照TAPPI方法测试纸张的环压强度和耐破度。
三、实验结果
表4显示在较高淀粉浓度和不同样品F和G添加量下,施胶溶液固体含量和样品F和G添加量对纸张的物理指标的影响。可见,添加样品G(蜡质含量较低)的结果显示:随着总固体浓度增加,表胶溶液的粘度大幅度增加,粘度过高会降低施胶活性成分在纸张的渗透,从而降低纸张强度,当总固体含量达到和超过20%时,纸张的各项强度指标降低,显示过高的施胶浓度对表面施胶不利。添加样品F的结果显示:样品F的添加可以降低表胶溶液的粘度,从而使制备得到的纸张具有更好的强度。
表4施胶液固体浓度和稻壳粉添加量对施胶液粘度和施胶效果的影响
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于造纸的表面施胶剂,其特征在于,所述表面施胶剂的功效成分由包括A组分和B组分的原料制备而成,所述A组分和B组分的重量百分比为99.5%~40%:0.5%~60%;所述A组分为淀粉;所述B组分由以下重量百分比的成分组成:纤维素5-50%,木质素15-35%,半纤维素10-28%,蛋白质0.6-5%,蜡酯0.5-3%,二氧化硅5-25%。
2.根据权利要求1所述的用于造纸的表面施胶剂,其特征在于,所述A组分和B组分的重量百分比为95%~50%:5%~50%。
3.根据权利要求2所述的用于造纸的表面施胶剂,其特征在于,所述A组分和B组分的重量百分比为90%~60%:10%~40%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于造纸的表面施胶剂,其特征在于,所述B组分由以下重量百分比的成分组成:纤维素38-48%,木质素18-28%,半纤维素15-22%,蛋白质1-3%,蜡酯1-2%,二氧化硅8-18%。
5.根据权利要求1-3任一项所述的用于造纸的表面施胶剂,其特征在于,所述淀粉为玉米淀粉和/或木薯淀粉。
6.一种改善纸张强度的造纸方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)制备淀粉溶液;
(2)制备B组分的分散液;
(3)将所述B组分的分散液和所述淀粉溶液混合,得混合溶液,将所述混合溶液进行反应,得表面施胶溶液;所述混合溶液中活性成分的浓度为5-40wt%;所述活性成分为B组分和淀粉,所述淀粉和B组分的重量百分比为99.5%~40%:0.5%~60%;所述B组分由以下重量百分比的成分组成:纤维素5-50%,木质素15-35%,半纤维素10-28%,蛋白质0.6-5%,蜡酯0.5-3%,二氧化硅5-25%;
(4)将表面施胶溶液施加到未施胶的原纸表面,得施胶纸页;
(5)将施胶纸页烘干,即可。
7.根据权利要求6所述的改善纸张强度的造纸方法,其特征在于,所述淀粉和B组分的重量百分比为95%~50%:5%~50%。
8.根据权利要求6或7所述的改善纸张强度的造纸方法,其特征在于,所述淀粉为玉米淀粉和/或木薯淀粉。
9.根据权利要求6或7所述的改善纸张强度的造纸方法,其特征在于,步骤(4)中所述表面施胶溶液的施加量为:按表面施胶溶液中的活性成分计,每吨干浆料中施加5-100kg的活性成分。
10.根据权利要求6或7所述的改善纸张强度的造纸方法,其特征在于,步骤(3)中所述反应的温度为20-90℃,时间为2-200min。
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