CN115613393A - 一种高内结合强度的纸张及其制备方法和应用 - Google Patents
一种高内结合强度的纸张及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115613393A CN115613393A CN202211169833.1A CN202211169833A CN115613393A CN 115613393 A CN115613393 A CN 115613393A CN 202211169833 A CN202211169833 A CN 202211169833A CN 115613393 A CN115613393 A CN 115613393A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- paper
- starch
- glue solution
- preparation
- pulp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims abstract description 71
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 77
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 77
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 77
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 74
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 49
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 41
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 13
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 12
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 8
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 4
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 50
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 29
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 22
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 19
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 18
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 14
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 12
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 239000001254 oxidized starch Substances 0.000 description 8
- 235000013808 oxidized starch Nutrition 0.000 description 8
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 6
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 6
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 4
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 3
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 2
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- 241000558306 Gynocardia odorata Species 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000007903 penetration ability Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 235000021055 solid food Nutrition 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- YSGSDAIMSCVPHG-UHFFFAOYSA-N valyl-methionine Chemical compound CSCCC(C(O)=O)NC(=O)C(N)C(C)C YSGSDAIMSCVPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
- D21H27/10—Packing paper
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/10—Coatings without pigments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/80—Paper comprising more than one coating
- D21H19/84—Paper comprising more than one coating on both sides of the substrate
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
- D21H27/30—Multi-ply
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Abstract
本发明属于造纸技术领域，提供了一种高内结合强度的纸张及其制备方法和应用，本发明利用纤维制得基材，将基材依次进行前干燥处理、表面施胶，制得纸张，通过对前干燥处理后基材的干度、表面温度的控制，以及表面施胶的胶液的粘度的控制，提高表面施胶工艺对内结合强度的改善作用，本发明所制得的纸张的内结合强度至少为220J/m2，并且具有成本低，能耗低，对生产运行环境友好，符合白卡纸往高松轻挺方向发展需求等优势。
Description
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，更具体地，涉及一种高内结合强度的纸张及其制备方法和应用。
背景技术
白卡纸是一种用于印刷包装的多层纸板，一般以三层结构(面层、芯层、底层)为主，不同层赋予白卡纸不同性能。面层一般使用漂白阔叶木浆和漂白针叶木浆，其中面层的表面通常还会增设以碳酸钙和胶乳为主要组分的涂布层，以使白卡纸表面强度、白度和光滑度等满足精美印刷和包装需求；芯层主要使用化学热磨机械木浆来提高白卡纸的松厚度和挺度，从而提升白卡纸的包装成形稳定性和货架表现力，同时降低生产成本；底层需根据白卡纸的用途来选择木浆纤维种类，如普通社卡、食品卡或烟卡，底层使用漂白阔叶木浆和漂白针叶木浆；无菌液体包装卡纸，底层一般使用100％本色针叶木浆。
白卡纸层与层之间复合需要形成足够的内结合强度以确保纸板在后期的加工应用过程中不出现分层现象，内结合强度是多层纸板关键指标之一(纸张纤维之间的结合力一般会比层与层间的结合力强很多，因此往往需要改善的是层与层间的结合力，内结合强度是国标中的叫法，即层间结合力)，国标GB/T31123《固体食品包装用纸板》要求优等品内结合强度至少达到150J/m2，达到210J/m2及其以上应用效果更佳。白卡纸生产工艺中提高内结合强度主要有两种方法：一种是通过提高芯层打浆度和针叶木浆比例来增加纤维分丝帚化率和产生更多细小纤维，从而增加层与层间纤维相互交织几率，形成足够多的氢键，使白卡纸的内结合强度提高，该方法的优点是对生产运行环境友好，缺点是需使用更多针叶木浆纤维，能耗高，成本高，且与白卡纸高松轻挺的发展方向相违背。另一种方法是在层与层复合前增加喷淋淀粉，淀粉在经过高温干燥之后，便会在层间形成足够强的粘结力；该方法的优点是成本低，能耗低，缺点是对生产运行环境不友好，喷淋淀粉管及附近区域易絮积淀粉粉尘，随着运行时间增长，絮积的淀粉粉尘会脱落或甩在纸幅上，形成淀粉斑、孔洞、裂边等，影响产品品质，甚至造成断纸，影响运行。因此，亟需开发一种提高白卡纸的内结合强度的工艺方法。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高内结合强度的纸张及其制备方法和应用，本发明先对表面施胶前的基材进行预处理，以及在基材表面进行表面施胶，提高了纸张内结合强度，内结合强度为220-245J/m2。
本发明的第一方面提供一种高内结合强度的纸张的制备方法。
具体地，一种高内结合强度的纸张的制备方法，包括如下步骤：
(1)利用纤维制得基材；
(2)将基材依次进行前干燥处理、表面施胶，制得纸张；
所述基材至少有两层；
所述前干燥处理后基材的干度为91-95％；
所述前干燥处理后的基材的表面温度为80-100℃；
所述表面施胶采用胶液，所述胶液在固含量为20％时，在80℃的条件下粘度为10-50cps。
本发明先利用纤维制得基材，基材至少有两层，一般多层基材制得的纸张的各层间的结合力弱，因此本发明制得基材后，依次对基材进行前干燥处理、表面施胶，在表面施胶前进行前干燥处理以控制施胶前基材的表面温度和干度，同时控制胶液的粘度，以改善胶液在基材表面和基材内部的流变性，有助于提高基材对胶液的吸收速度，使表面施胶工艺在改善纸张表面性能的同时，提高纸张的内结合强度。但是目前纸张生产普遍不会对出前干燥部的温度加以监测和控制。
优选地，所述前干燥处理后基材的干度为93-95％。
优选地，所述前干燥处理后基材的表面温度为90-100℃。
优选地，所述纸张的制备采用造纸机进行。
优选地，所述造纸机包括前干燥部和施胶部，所述前干燥处理在前干燥部进行，所述表面施胶在施胶部进行。
造纸机的前干燥部由多个腔体内可通加热蒸汽的烘缸组成，纸张接触烘缸表面可进行加热干燥。前干燥部烘缸的加热蒸汽一般被分成5-10个蒸汽组，从前到后，蒸汽组压力一般为逐步升高，形成“前干燥部的蒸汽加热曲线”。本发明通过对前干燥部的蒸汽组压力设定进行改进，优化蒸汽加热曲线，以提高基材施胶前的温度和干度。
优选地，所述前干燥部包括6个蒸汽组，按照所述蒸汽组与所述施胶部的距离由近到远依次为第6组蒸汽组、第5组蒸汽组、第4组蒸汽组、第3组蒸汽组、第2组蒸汽组、第1组蒸汽组。
优选地，先提高所述前干燥部的第6组蒸汽组的压力，同时测量纸面温度，直至纸面温度达到80℃以上；当第6组蒸汽组的压力已达到设定上限无法再提高时，再提高第5组蒸汽组的压力，直至纸面温度达到80℃以上。
更优选地，先提高所述前干燥部的第6组蒸汽组的压力，同时测量纸面温度，直至纸面温度达到90℃以上；当第6组蒸汽组的压力已达到设定上限无法再提高时，再提高第5组蒸汽组的压力，直至纸面温度达到90℃以上。
本发明通过先提高最接近施胶部的第6组蒸汽压力，使得纸面温度提升，基材干度同时增加，但基材的温度和干度不一定同时达到最优工艺条件，此时可配合调节其他的蒸汽组压力。
优选地，所述胶液在固含量为20％，温度80℃的条件下粘度为10-30cps。
更优选地，当前干燥处理后基材定量小于等于240g/m2时，所述胶液在固含量为20％，温度80℃的条件下粘度为20-30cps；当前干燥处理后基材定量大于240g/m2时，所述胶液在固含量为20％，温度80℃的条件下粘度为10-20cps。胶液的粘度是胶液渗透性能的重要指标。基材定量较小时，厚度小，胶液需要在纸张内部渗透的距离短，因此胶液粘度可适当提高，以便于控制施胶量。基材定量增大，厚度也增大，胶液需要在纸张内部渗透的距离增大，胶液粘度可适当降低，以提高胶液渗透速度。
优选地，所述胶液的固含量为15-35％。
更优选地，所述胶液的固含量为18-25％。
优选地，所述表面施胶的单面施胶量范围为0.8-3.5g/m2。可根据白卡纸种类、定量和应用场景来设定胶液适宜的固含量和施胶量。
优选地，所述表面施胶在基材的单面或基材的双面进行。
优选地，所述表面施胶使用膜转移施胶机。
优选地，膜转移施胶机的上料槽的胶液固含量范围为8-15％。通过提高上料槽胶中胶液的固含量，可以使单位面积的纸面施胶量增加，渗透到纸张内部的淀粉分子增多，从而使纸张的内结合强度提高。
优选地，所述制备胶液的原料包括淀粉。
优选地，所述淀粉包括原淀粉和/或氧化淀粉。
更优选地，所述淀粉为原淀粉。
优选地，所述原淀粉为木薯原淀粉和/或玉米原淀粉。
更优选地，所述原淀粉为木薯原淀粉。
原淀粉与氧化淀粉相比，成本低，且制备胶液粘度可以通过淀粉水解酶的加入量进行控制。而氧化淀粉是经过处理的淀粉，粘度相对固定，一般为50-100cps(固含量为20％，温度80℃)，价格相对较高。
优选地，所述制备胶液的原料还包括水和淀粉水解酶。
优选地，所述胶液的制备方法，包括如下步骤：
将淀粉和水混合，利用淀粉水解酶酶解，制得所述胶液。
更优选地，所述胶液的制备方法，包括如下步骤：
将淀粉、淀粉水解酶、水混合，在80-90℃温度下，反应20-50min，然后将淀粉水解酶灭活，制得胶液。
本发明使用原淀粉制备胶液，加入淀粉水解酶，使淀粉分子链发生水解，淀粉分子量降低，胶液粘度随之降低，渗透性能提升，通过调节酶转化槽的液位来控制反应时间，通过粘度来表征胶液淀粉分子链的水解程度，通过酶的加入量来控制胶液粘度即淀粉分子链的水解程度，根据纸张种类和定量来设定胶液制备粘度范围。胶液粘度低，淀粉分子链水解程度大，分子量变小，渗透能力增强，从而使胶液能够更多的渗透进入到纸张内部，对纸张内结合力进行改善。
优选地，所述淀粉水解酶为BUZYME 3518淀粉水解酶。该型号淀粉水解酶性能稳定，易于控制。
优选地，按照重量百分数计，所述淀粉水解酶用量为绝干淀粉重量的0.005-0.02％。
优选地，所述将淀粉水解酶灭活为加热至120-125℃。该温度下淀粉悬浮液糊化，成膜性能明显改善，同时使淀粉水解酶失去活性。
本发明通过添加淀粉水解酶，通过水解的方法以更好地控制淀粉的粘度，胶液粘度降低，渗透性能提升。
更优选地，所述胶液的制备方法，包括如下步骤：
将淀粉和淀粉水解酶混合，通过第一蒸煮器加热至80-90℃，在酶转化槽中反应20-50min，反应完成过后胶液进入第二蒸煮器，加热至120-125℃使淀粉水解酶灭活，最后通过分离器实现制备好的胶液与剩余蒸汽分离，制得胶液，制备好的胶液进入储存槽。
优选地，所述纸张为白卡纸。
更优选地，所述基材为三层结构，从上到下依次为面层、芯层和底层。
优选地，所述纸张从上到下依次包括面层表面施胶层、面层、芯层、底层、底层表面施胶层。
优选地，所述纸张还包括涂层，所述涂层涂覆于面层表面施胶层上。
优选地，制备所述涂层的原料包括碳酸钙和胶乳。
优选地，制备所述面层的原料包括漂白针叶木浆和漂白阔叶木浆。
更优选地，制备所述面层的原料包括按照重量百分数计算的10-50％漂白针叶木浆和50-90％漂白阔叶木浆。
优选地，所述面层的制备过程中，在备浆工段将漂白针叶木浆浓度调至3.5-5.0％，打浆度调至20-35°SR；漂白阔叶木浆浓度调至3.5-5.0％，打浆度调至25-45°SR；漂白针叶木浆和漂白阔叶木浆混合后进入流送阶段；在流送阶段，经过除渣筛选去除浆料中的杂质，并进行再次稀释至浓度为0.2-0.8％，最后通过流浆箱均匀喷射到面层成形网上，脱水成形。
优选地，制备所述芯层的原料包括化学热磨机械木浆、漂白针叶木浆、损纸浆中的一种或几种。
更优选地，制备所述芯层的原料包括按照重量百分数计算的50-80％化学热磨机械木浆、0-30％漂白针叶木浆和10-30％损纸浆。
优选地，所述芯层的制备过程中，在备浆工段将化学热磨机械木浆浓度调至3.5-5.0％，再经过疏解机疏解分散；漂白针叶木浆浓度调至3.5-5.0％，打浆度调至30-45°SR；损纸浆浓度调至3.5-5.0％，打浆度调至40-60°SR；化学热磨机械浆，漂白针叶木浆和损纸浆混合后进入流送阶段；在流送阶段，经过除渣筛选去除浆料中的杂质，并进行再次稀释至浓度为0.5-1.5％，最后通过流浆箱均匀喷射到芯层成形网上，脱水成形。
优选地，制备所述底层的原料包括漂白针叶木浆和漂白阔叶木浆。
更优选地，制备所述底层的原料包括按照重量百分数计算的10-50％漂白针叶木浆和50-90％漂白阔叶木浆。
优选地，所述底层的制备过程中，在备浆工段将漂白针叶木浆浓度调至3.5-5.0％，打浆度调至20-35°SR；漂白阔叶木浆浓度调至3.5-5.0％，打浆度调至25-45°SR；漂白针叶木浆和漂白阔叶木浆混合后进入流送阶段；在流送阶段，经过除渣筛选去除浆料中的杂质，并进行再次稀释至浓度为0.2-0.8％，最后通过流浆箱均匀喷射到底层成形网上，脱水成形。
优选地，利用面层、芯层、底层的原料分别制得面层浆、芯层浆、底层浆，然后分别在网部通过重力和真空辅助脱水成形至干度为10-15％后进行复合，得到具有三层木浆纤维结构的白卡纸基材，出网部的干度为15-20％，再经过压榨部进行压榨脱水，使白卡纸基材的干度达到45-50％。
优选地，所述表面施胶后，还包括后干燥、硬压光、涂布、软压光、卷取的处理步骤。
优选地，所述造纸机还包括后干燥部，所述后干燥处理在后干燥部进行。
优选地，所述后干燥部同样使用可通蒸汽的烘缸对表面施胶后的纸张表面进行干燥。
优选地，所述硬压光的线压力为30-50kN/m，温度为150-170℃，硬压光作用是减少横幅厚度差，改善纸张表面平整性。
优选地，纸张的印刷面会进行两次涂布。
优选地，涂布层的主要原料为胶乳和碳酸钙。涂布的目的是改善纸张表面的光泽度，平滑度和白度，极大改善纸张表面印刷性能。
优选地，所述软压光的线压力为30-80kN/m，温度为110-150℃。软压光目的是对涂层表面进行修饰，进一步提高纸张表面的光泽度和平滑度。
卷取目的是将连续不断地生产出来的成品纸卷成大卷，便于搬运和后段分切加工。
本发明的第二方面提供一种高内结合强度的纸张。
一种高内结合强度的纸张，所述纸张的内结合强度为220-245J/m2。
本发明的第三方面提供一种高内结合强度的纸张的应用。
一种高内结合强度的纸张在包装领域、制备社卡、制备烟卡或制备食品卡中的应用。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明利用纤维制得基材，将基材依次进行前干燥处理、表面施胶，制得纸张，通过对前干燥处理后基材的干度、表面温度，表面施胶的胶液粘度的控制，提高表面施胶工艺对内结合强度的改善作用，本发明所制得的纸张的内结合强度不低于220J/m2，可达到245J/m2；
(2)本发明采用原淀粉制备胶液，在胶液制备阶段加入淀粉水解酶，在适宜反应温度下使淀粉分子链发生水解，淀粉分子量降低，胶液粘度随之降低，渗透性能提升，通过粘度来表征胶液淀粉分子链的水解程度，并根据白卡纸种类和定量来设定胶液的适宜粘度范围，本发明所制得的纸张的内结合强度大，表面吸水值满足优等品要求(GB/T 31123《固体食品包装用纸板》要求正面吸水值≤40g/m2，反面吸水值≤60g/m2)，并且具有成本低，能耗低，对生产运行环境友好，符合白卡纸往高松轻挺方向发展需求等优势；
(3)本发明制得的纸张具有高内结合强度，内结合强度可达到245J/m2，可适用于印刷包装，制备社卡、制备烟卡或制备食品卡或者其他对内结合强度要求较高的产品应用中。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的白卡纸的多层结构示意图；
图2为本发明实施例1的胶液的制备工艺流程图；
图3为本发明实施例1的白卡纸的制备工艺流程图。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
一种高内结合强度的白卡纸的制备方法，包括如下步骤：
1、基材的制备：
(1)制备面层浆：面层使用30％漂白针叶木浆和70％漂白阔叶木浆，在备浆工段将漂白针叶木浆浓度调至4.0％，漂白针叶木浆打浆度(20.5℃)为26°SR，漂白阔叶木浆浓度调至4.5％，漂白阔叶木浆打浆度为32°SR，面层定量为42g/m2；漂白针叶木浆和漂白阔叶木浆按比例进行混合后进入流送阶段；在流送阶段，经过除渣筛选去除浆料中的杂质，并进行再次稀释至浓度为0.4％，最后通过流浆箱均匀喷射到面层成形网上；
(2)制备芯层浆：芯层使用50％化学热磨机械木浆，20％漂白针叶木浆和30％损纸浆在备浆工段将化学热磨机械木浆浓度调至4.5％，再经过疏解机疏解分散；漂白针叶木浆浓度调至4.0％，漂白针叶木浆打浆度为38°SR；损纸浆浓度调至4.0％，损纸浆打浆度为45°SR，芯层定量为163g/m2；化学热磨机械浆，漂白针叶木浆和损纸浆按比例进行混合后进入流送阶段，在流送阶段，经过除渣筛选去除浆料中的杂质，并进行再次稀释至浓度为0.8％，最后通过流浆箱均匀喷射到芯层成形网上；
(3)制备底层浆：底层使用20％漂白针叶木浆和80％漂白阔叶木浆，在备浆工段将漂白针叶木浆浓度调至4.0％，漂白针叶木浆打浆度为26°SR，漂白阔叶木浆浓度调至4.5％，漂白阔叶木浆打浆度为32°SR，底层定量为30g/m2；漂白针叶木浆和漂白阔叶木浆按比例进行混合后进入流送阶段，在流送阶段，经过除渣筛选去除浆料中的杂质，并进行再次稀释至浓度为0.35％，最后通过流浆箱均匀喷射到底层成形网上；
上述面、芯、底层浆在网部通过重力和真空辅助脱水成形到干度为13％后进行复合，得到三层木浆纤维结构的白卡纸基材，网部复合前位置安装有喷淋淀粉管，会根据产品的内结合强度实际表现来调节喷淋淀粉的大小，出网部的干度在18％，再经过压榨部进行压榨脱水，使白卡纸基材的干度达到48％。
2、前干燥处理
造纸机的前干燥部由多个烘缸构成，烘缸腔体内可通加热蒸汽，纸张接触烘缸表面可进行加热干燥，前干燥部烘缸的加热蒸汽被分成6个蒸汽组，从前到后，蒸汽组压力逐步升高，形成前干燥部的蒸汽加热曲线，通过增加前干燥第6组蒸汽压力对前干燥部的蒸汽加热曲线进行改进，蒸汽压力设定具体值见表1，控制出前干燥部基材的温度为98.2℃，干度为93.2％，纸张出前干燥的定量为233g/m2。
表1前干燥部蒸汽组的压力
3、胶液的制备：
将木薯原淀粉和清水在混合槽中混合，通过淀粉计量螺旋和清水流量计控制混合槽淀粉悬浮液固含量为22％，混合槽配有搅拌器，确保悬浮液得到充分搅拌；
在混合槽添加BUZYME 3518淀粉水解酶，在85℃条件下水解反应30min，利用淀粉水解酶计量泵实现酶用量的计量，淀粉水解酶用量为绝干淀粉质量的0.008％(80ppm)；
然后利用蒸煮管给胶液加热，采用第一蒸煮器将淀粉悬浮液加热至85℃，反应30min，通过调节酶转化槽的液位来控制反应时间；
再采用第二蒸煮器将淀粉悬浮液加热至125℃，该温度下淀粉悬浮液糊化，成膜性能明显改善，同时使淀粉水解酶失去活性；
分离器用于蒸汽与胶液分离，蒸煮好的胶液置于淀粉储槽中，固含量为20.3％，胶液粘度为20.5cps(80℃)，上述胶液的制备流程如下图2所示。
4、表面施胶
使用Valmet的膜转移施胶机，面层上料槽固含量为15％，面层表面施胶量为3.0g/m2，底层上料槽固含量为10％，底层表面施胶量为1.0g/m2，面层涂布分两次进行，总涂布量为21g/m2，白卡纸总定量为260g/m2。
5、后干燥处理
后干燥部同样使用可通蒸汽的烘缸对表面施胶后的纸张表面进行干燥。
6、硬压光
硬压光线压力为30kN/m，温度为170℃。硬压光作用是减少横幅厚度差，改善纸张表面平整性。
7、涂布
硬压光过后，纸张的印刷面会进行两次涂布，其中第一次涂布量为12g/m2，涂料组分按照重量份计算包括：50级研磨碳酸钙50份、90级研磨碳酸钙50份、巴斯夫S728ap型胶乳15份、太学NCN型黑染料0.02份、高要宝时Colloid 211型分散剂0.05份、亚马逊BX9523型杀菌剂0.1份，、氢氧化钠0.1份、广州晁丞WK-Coat25型润滑剂0.3份、广州晁丞WK-3025N型抗水剂0.2份、江阴恒达NX-10型增稠剂1.3份；其中第二次涂布量为9g/m2，涂料组分按照重量份计算包括70份98级沉淀碳酸钙、瓷土30份、巴斯夫S728ap型胶乳17份、高要宝时Colloid211型分散剂0.05份、亚马逊BX9523型杀菌剂0.1份、氢氧化钠0.1份、广州晁丞WK-Coat25型润滑剂0.3份、广州晁丞WK-3025N型抗水剂0.2份、江阴恒达NX-10型增稠剂0.5份。涂布的目的是改善纸张表面的光泽度，平滑度和白度，极大改善纸张表面印刷性能。
8、软压光
软压光线压力为50kN/m，温度为140℃。软压光的目的是对涂层表面进行修饰，进一步提高纸张表面的光泽度和平滑度。
9、卷取
卷取为纸机的最后一道工序，目的是将连续不断地生产出来的成品质卷成大卷，便于搬运和后段分切加工。
本发明实施例1制得的白卡纸的各层结构如图1所示，白卡纸从上到下依次包括两次涂布后得到的两层涂层(主要成分是碳酸钙和胶乳)、面层表面施胶(主要成分是淀粉)、面层(主要成分是纤维)、芯层(主要成分是纤维)、底层(主要成分是纤维)、底层表面施胶(主要成分是淀粉)。
本发明实施例1的白卡纸的制备流程如图3所示，主要包括分别制备基材的面层、芯层、底层、然后将其按照从上到下依次为面层、芯层、底层的顺序复合，然后经过压榨、前干燥处理、表面施胶、后干燥处理、硬压光、涂布、软压光、卷取，最终制得白卡纸。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，将面层施胶量由3.0g/m2减少至2.5g/m2，底层施胶量由1.0g/m2减少至0.8g/m2，通过将面层上料槽固含量由15％降至12％来实现面层施胶量的降低，通过将底层上料槽固含量由10％降至8％来实现底层施胶量的降低。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，将基材出前干燥部干度替换为91.2％。通过将五组上蒸汽压力由220kpa降至200kpa，五组下蒸汽压力由320kpa降至300kpa，六组上蒸汽压力由350kpa升至360kpa，六组下蒸汽压力由350kpa升至360kpa来实现基材出前干燥部干度由93.2％降至91.2％。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，将表面温度替换为82.1℃。通过将四组上蒸汽压力由90kpa升至150kpa，四组下蒸汽压力由120kpa升至180kpa，六组上蒸汽压力由350kpa降至300kpa，六组下蒸汽压力由350kpa降至300kpa来实现基材出前干燥表面温度由98.3℃降至82.1℃。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，将胶液的粘度替换为29.5cps(固含量20％，温度为80℃)。通过将淀粉水解酶用量从80ppm降至73ppm来将胶液粘度由20.5cps(固含量20％，温度80℃)提高至29.5cps(固含量20％，温度80℃)。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于，将原淀粉替换为氧化淀粉，氧化淀粉经过酶水解后的粘度为20.3cps(固含量20％，温度为80℃)。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，将胶液的粘度提高至52.5cps(固含量20％，温度为80℃)。通过将淀粉水解酶用量从80ppm降至60ppm来实现胶液制备粘度由20.5cps(固含量20％，温度80℃)提高至52.5cps(固含量20％，温度80℃)。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，基材的前干燥处理后(出前干燥部)的干度降低至88.3％。通过将四组上蒸汽压力由90kpa降至70kpa，四组下蒸汽压力由120kpa降至100kpa，五组上蒸汽压力由220kpa降至180kpa，五组下蒸汽压力由320kpa降至280kpa，六组上蒸汽压力由350kpa升至380kpa，六组下蒸汽压力由350kpa升至380kpa来实现基材出前干燥的干度由93.2％降至88.3％。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，白卡纸出前干燥部的表面温度降低至70.5℃。通过将四组上蒸汽压力由90kpa升至150kpa，四组下蒸汽压力由120kpa升至180kpa，五组上蒸汽压力由220kpa升至235kpa，五组下蒸汽压力由320kpa升至335kpa，六组上蒸汽压力由350kpa降至220kpa，六组下蒸汽压力由350kpa降至220kpa来实现基材出前干燥表面温度由98.3℃降至70.5℃。
各实施例和对比例的胶液制备和表面施胶工艺参数如表2所示。各实施例和对比例制得的白卡纸产品性能测试结果如表3所示。
表2各实施例和对比例的胶液制备和表面施胶工艺参数
表3各实施例和对比例制得的白卡纸产品主要物性指标对比
如上表3所示，本发明实施例1-6所制得的白卡纸均具有较高的内结合强度，其中实施例1的性能最佳，而且白卡纸的印刷表面强度、挺度、表面吸水值、耐折度等均在合理的范围内，未受到影响。现有技术的表面施胶工艺一般用来提高白卡纸印刷表面强度，降低正反两面表面吸水值。而本发明的表面施胶工艺，不仅可改善白卡纸正反两面吸水值，而且可提高内结合强度。其中实施例6采用氧化淀粉制备胶液，虽然能够在一定程度上提高白卡纸的内结合强度，氧化淀粉是购买时已经处理过的淀粉，粘度固定，因此价格较高，其原本的优势是无需采用酶预处理即可投入使用，但是由于氧化淀粉自身的粘度较高(固含量20％，温度80℃，粘度53.3cps)，如此高的粘度将会导致胶液对所制得的纸板结合力改善效果差。因此在本发明中用于制备胶液前仍需酶水解，从而失去其原本的优势，增加了成本。而使用原淀粉，优点是价格相对便宜，可利用酶进行水解以控制合适的粘度。
对比例1将实施例1的胶液粘度由20.5cps(固含量20％，温度80℃)替换为52.5cps(固含量20％，温度80℃)，导致白卡纸的内结合强度下降至201J/m2，相对于实施例1的白卡纸的内结合强度下降了18.0％，说明同等条件下胶液粘度对纸张内结合力影响明显。
对比例2将实施例1的施胶前基材干度93.2％替换为88.3％，导致白卡纸的内结合强度下降至195J/m2，相对于实施例1的白卡纸的内结合强度下降了20.4％，说明施胶前基材干度过低，不利于胶液吸收和往纸幅内部的渗透。
对比例3将实施例1的施胶前纸张表面温度98.3℃替换为70.5℃，内结合强度下降至203J/m2，相对于实施例1的白卡纸的内结合强度下降了17.1％，说明施胶前基材表面温度低，胶液的流动性和渗透能力变差。
Claims (10)
1.一种纸张的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)利用纤维制得基材；
(2)将基材依次进行前干燥处理、表面施胶，制得纸张；
所述基材至少有两层；
所述前干燥处理后基材的干度为91-95％；
所述前干燥处理后的基材的表面温度为80-100℃；
所述表面施胶采用胶液，所述胶液在固含量为20％时，在80℃的条件下粘度为10-50cps。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胶液的固含量为15-35％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面施胶在基材的单面或基材的双面进行。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面施胶的单面施胶量范围为0.8-3.5g/m2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备胶液的原料包括淀粉。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备胶液的原料还包括水和淀粉水解酶。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述胶液的制备方法，包括如下步骤：
将淀粉和水混合，利用淀粉水解酶酶解，制得所述胶液。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纸张为白卡纸。
9.权利要求1-8任一项所述制备方法所制得的纸张，其特征在于，所述纸张的内结合强度为220-245J/m2。
10.权利要求9所述纸张在包装领域、制备社卡、制备烟卡或制备食品卡中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211169833.1A CN115613393B (zh) | 2022-09-22 | 2022-09-22 | 一种高内结合强度的纸张及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211169833.1A CN115613393B (zh) | 2022-09-22 | 2022-09-22 | 一种高内结合强度的纸张及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115613393A true CN115613393A (zh) | 2023-01-17 |
| CN115613393B CN115613393B (zh) | 2023-12-05 |
Family
ID=84859315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211169833.1A Active CN115613393B (zh) | 2022-09-22 | 2022-09-22 | 一种高内结合强度的纸张及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115613393B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5032225A (en) * | 1989-11-28 | 1991-07-16 | Kanzaki Paper Mfg. Co., Ltd. | Temperature controlled method of coating a paper web |
| CN103437242A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-12-11 | 吉安集团有限公司 | 一种白面牛卡纸及其生产方法 |
| CN106400586A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-02-15 | 安徽山鹰纸业股份有限公司 | 一种控制表胶淀粉高固含量低粘度上胶的工艺方法 |
| CN106758513A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 章莎莎 | 无涂层喷墨热升华转印纸及其制备方法 |
| CN112609488A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-06 | 镇江大东纸业有限公司 | 高层间结合强度的多层纸张生产方法 |
| CN113373733A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-10 | 玖龙纸业(天津)有限公司 | 一种冷冻箱专用抗水牛卡纸的生产方法 |
-
2022
- 2022-09-22 CN CN202211169833.1A patent/CN115613393B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5032225A (en) * | 1989-11-28 | 1991-07-16 | Kanzaki Paper Mfg. Co., Ltd. | Temperature controlled method of coating a paper web |
| CN103437242A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-12-11 | 吉安集团有限公司 | 一种白面牛卡纸及其生产方法 |
| CN106400586A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-02-15 | 安徽山鹰纸业股份有限公司 | 一种控制表胶淀粉高固含量低粘度上胶的工艺方法 |
| CN106758513A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 章莎莎 | 无涂层喷墨热升华转印纸及其制备方法 |
| CN112609488A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-06 | 镇江大东纸业有限公司 | 高层间结合强度的多层纸张生产方法 |
| CN113373733A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-10 | 玖龙纸业(天津)有限公司 | 一种冷冻箱专用抗水牛卡纸的生产方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 童国林等: "淀粉酶酶解处理改善表面施胶性能的研究", 中华纸业, vol. 28, no. 12, pages 57 - 59 * |
| 陈传勇: "影响白面牛卡纸表面施胶的因素", 湖南造纸, no. 02, pages 31 * |
| 陈晓楚;等: "改善高定量纸板层间结合强度的思路和途径", 中国造纸, vol. 29, no. 12, pages 58 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115613393B (zh) | 2023-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110088220B (zh) | 包含含有淀粉和细微原纤化纤维素的粘合剂的瓦楞纸板 | |
| EP2622132B1 (en) | Method for improving runnability of a wet paper web, use of a solution and paper | |
| FI126699B (en) | Process for making cardboard | |
| CN110158364A (zh) | 一种低定量涂布型食品包装原纸及其制备方法 | |
| US11365517B2 (en) | Method for manufacturing a multi-layered paperboard, multi-layered paperboard and composition for use in multi-layered paperboard manufacturing | |
| CN115427485B (zh) | 包含高度精制的纤维素纤维的多层膜 | |
| CN112020546A (zh) | 包括淀粉和微原纤化纤维素的胶粘剂的生产方法、波纹纸板和胶粘剂 | |
| WO2021209916A1 (en) | Multilayer film comprising highly refined cellulose fibers | |
| US10145068B2 (en) | Process for producing at least one ply of a paper or board and a paper or board produced according to the process | |
| CN116018270A (zh) | 包含mfc的多层膜 | |
| CN115613393B (zh) | 一种高内结合强度的纸张及其制备方法和应用 | |
| CN115413288B (zh) | 包含高度精制的纤维素纤维的多层膜 | |
| CN114541170A (zh) | 一种用于造纸的涂料组合物、凹版轻涂纸及其制造方法 | |
| JP2023540032A (ja) | ミクロフィブリル化セルロースを含むロール紙の製造方法及びロール紙 | |
| SE2230110A1 (en) | Highly refined cellulose pulp composition with compression refined cellulose pulp | |
| CN113089379A (zh) | 一种适宜满版印刷的高档牛皮纸的制备工艺 | |
| SE545478C2 (en) | Method for manufacturing films comprising highly refined cellulose fibers | |
| CN115397897A (zh) | 包含高度精制的纤维素纤维的多层膜 | |
| CN115341403A (zh) | 一种高平滑度烟用接装纸原纸的生产方法 | |
| CN111622018A (zh) | 一种大墨位印刷圣经纸的生产方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |