低克重挂面箱板纸抗水增强型表面施胶方法

技术领域

本发明涉及表面施胶剂技术领域，具体为低克重挂面箱板纸抗水增强型表面施胶方法。

背景技术

现如今大量使用的是废纸浆作为造纸纤维原料，木浆使用量在逐年减少，废纸纤维强度低，聚合度差，保水值高，严重影响了造纸的质量，且断纸、掉毛、掉粉、抗水性差等现象频繁出现，严重影响了纸张的后续加工，为了在使用废纸浆时能够生产出满足要求的纸板，大多数纸厂采用了表面施胶工艺，随着表面施胶工艺的应用推广，新型表面施胶剂的研制得到了巨大的推动力，市场上出现了各种各样的抗水性表面施胶剂，其中主要分为两类，一种是AKD及其改性产品，应用时无需添加硫酸铝，下机半小时后即可满足纸张抗水要求，甚至有的在下机后即可满足抗水要求，但是这种的产品缺陷主要是用量比较大，长期使用过程中温度对其影响巨大，尤其是环境温度升高到28℃以上时，有时温度增加两度，表胶就需要多增加1-2kg/t纸，另一种表面施胶剂就是苯乙烯丙烯酸及其衍生物共聚改性产品，该种产品在应用时需要在糊化好的淀粉中添加硫酸铝，下机即可满足纸张抗水要求，用量比较少，一半吨纸添加1-2.5kg即可满足要求，该种产品的缺陷是对硫酸铝的依赖性较大，施胶极限较小，对于抗水性要求高的纸张添加量剧增，有的根本不能满足纸张施胶要求，为此，生产高质量的表面施胶剂，保证纸张质量，降低生产成本成为目前急需攻克的课题，目前表面施胶剂起步较晚，主要是从上世纪八十年代开始，使用对象多是涂布原纸、印刷书写纸和胶版纸等，作为表面施胶剂使用最多的产品是淀粉及其改性物、PVA（聚乙烯醇）、CMC（羧甲基纤维素）、PAM（聚丙烯酰胺）、等四类，由于这四类表面施胶剂对纸张纤维的亲和力较差，表面施胶后的纸张在干燥过程中，随着水分的不断蒸发和膜层的不断收缩，很容易造成覆盖在纸页表面的膜破裂，抗水性能直线下降，导致纸页吸水度过大或超标，纸张的表面强度、施胶度、挺度、平滑度都不是很好。

传统施胶方法中施胶量大，且抗水性差，导致纸页物理强度下降，传统的施胶方式已经不能满足现在造纸行业的施胶需求，未来纸张表面施胶的作用会越来越突出，所以为了提高产品质量、表面施胶的设备和工艺以及表面施胶剂本身，仍需不断研究。

发明内容

本发明的目的在于提供低克重挂面箱板纸抗水增强型表面施胶方法，以解决上述背景技术中提出的传统施胶方法中施胶量大，且抗水性差，导致纸页物理强度下降，传统的施胶方式已经不能满足现在造纸行业的施胶需求，未来纸张表面施胶的作用会越来越突出，所以为了提高产品质量、表面施胶的设备和工艺以及表面施胶剂本身，仍需不断研究的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：低克重挂面箱板纸抗水增强型表面施胶方法，包括以下步骤：

步骤一、向淀粉熬制罐加水：向淀粉熬制罐中，加1/3～1/2量的水；

步骤二、向淀粉熬制罐加淀粉：向淀粉熬制罐内加入定量的淀粉；

步骤三、搅拌加热：将淀粉和水在淀粉熬制罐内充分搅匀；

步骤四、加热糊化：对淀粉熬制罐内溶液进行加热糊化，并保温一定时间；

步骤五、加入清水：向淀粉熬制罐内加入适量的清水；

步骤六、加入生物酶改性剂：加入一定比例生物酶改性剂，酶的加入量根据酶的活性来定，活性越高加入量越少，具体用量参考根据生物酶供应商的建议用量，并用水稀释至需要浓度；

步骤七、制备生物酶改性淀粉：加热至酶改性所需温度，并维持此温度改性10-30分钟，依据淀粉种类以及糊化所需的粘度，进行设定，升温过程中，会有粘度增加的情况，需要保持一定的搅拌速度，防止糊化槽壁和底部淀粉结块，确认淀粉充分糊化后，需要通过调整温度、或者PH值使酶失活，从而保证胶液性质的稳定；

步骤八、加入PAE：PAE与淀粉复配的表面施胶剂的配比；

步骤九、加入聚合型施胶剂：加入单体可提高聚合物的化学抗性，增加对金属的附着性和对颜料的润湿性能，同时还能赋予聚合物防锈性能，提高乳液的稳定性；

步骤十、阴离子垃圾捕捉剂选择和添加：在其中添加新型捕捉剂进行试验，观察其对阴离子垃圾的消耗程度，选择出最优的阴离子垃圾捕捉剂并进行添加；

步骤十一、加入新型造纸施胶助剂：加入新型造纸施胶助剂，稳定聚合物粒子使其分散均匀；

步骤十二、在线精确施胶：利用计量棒精确控制施胶量，施胶涂布量均匀，成膜性好，可使施胶液均匀的渗透到纸页两面，提高纸页的疏水性能。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤四中的加热温度为95℃，所述步骤四中糊化保温时间为20分钟。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤五中适量的清水具体为使淀粉熬制罐内溶液温度降低60℃以下，且温度最高不超过60—70℃。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤六生物酶改性剂具体为将施胶淀粉的分子链切断，减小淀粉的分子尺寸，使改性处理后的淀粉施胶液黏性小，纸页渗透力强，能快速填充纸张孔径，粘结力强。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤八中PAE与淀粉复配的表面施胶剂的配比具体为采用一定的表面施胶液和氧化淀粉进行配比，试验出合适的配比比例，PAE交联体系协同淀粉分子在纸内与纤维交联形成互穿网格结构，使淀粉膜内形成致密的共价键结构，形成交联改性淀粉膜，改善淀粉的抗润胀性能，有效阻止水分子向淀粉膜内渗透与扩散，同时提高纸张的强度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤九中聚合型粒子通过伸展与会收缩的淀粉分开，可热塑性防止了抗水及亲水层断裂，使施胶成膜性能进一步提升，增加纸张施胶的透明性、抗污性以及优秀的抗水性能。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤十中阴离子垃圾捕捉剂的选择，因为在废纸造纸工艺中，无论如何处理纤维，均会残留阴离子垃圾，阳离子表面施胶剂就会被阴离子垃圾消耗，导致表胶的施胶作用失效，这样施胶的量就会增加。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤十一加入新型造纸施胶助剂具体为加入一定量的施胶助剂可使白水浓度降低，提高填料留着率，减少湿纸层间微孔结构的堵塞和增加其渗透性，提高胶料和细小纤维的保留率，优化施胶度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤十二中利用计量棒精确控制施胶量的具体技术指标为吸水度正面≤30g/m2；反面≤40g/m2；完全渗透大于130s；耐破指数≥2.3kpa·m2/g；横向环压指数≥7.0N·m/g；平滑度≥8.0；水份8%±2；施胶淀粉单耗由41kg/t降为30kg/t，下降26.8%。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

施胶剂与淀粉复配的新型表面施胶剂，将阳离子表面施胶剂与配合施胶的大量淀粉链状分子进行交联反应，形成以聚合物高分子为核心节点的网状结构覆盖在纸张表面，并形成一个紧密的抗水薄膜，从而阻止水蒸气进入纸张内部与纤维结合，防止纸张返潮，同时还可以防止纸张掉粉掉渣，提高印刷质量，纸张纤维与表面施胶剂结合，减少表面施胶剂向纸张内部渗透，减少表面施胶剂的用量，降低成本；

表面施胶剂主要有苯乙烯，丙烯酸和各种功能单体共聚而成，其合成工艺简单，粘度低，泡沫少，使用方便，抗水效果好，且有利于二次纤维的回收利用，白水中的胶黏物减少更利于清洁回收利用，减少污染程度，实现节能、节水、环保、减少成本，提高经济效益的效果，具有广阔的市场前景；

利用淀粉生物酶将施胶淀粉的分子链切断，减小淀粉的分子尺寸，使改性处理后的淀粉施胶液黏性小，纸页渗透力强，能快速填充纸张孔径，粘结力强；

PAE交联体系协同淀粉分子在纸内与纤维交联形成互穿网格结构，使淀粉膜内形成致密的共价键结构，形成交联改性淀粉膜，改善淀粉的抗润胀性能，有效阻止水分子向淀粉膜内渗透与扩散，同时提高纸张的强度；

利用计量棒精确控制施胶量，施胶涂布量均匀，成膜性好，可使施胶液均匀的渗透到纸页两面，提高纸页的疏水性能。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供了低克重挂面箱板纸抗水增强型表面施胶方法，包括以下步骤：

步骤一、向淀粉熬制罐加水：向淀粉熬制罐中，加1/3～1/2量的水；

步骤二、向淀粉熬制罐加淀粉：向淀粉熬制罐内加入定量的淀粉；

步骤三、搅拌加热：将淀粉和水在淀粉熬制罐内充分搅匀；

步骤四、加热糊化：对淀粉熬制罐内溶液进行加热糊化，并保温一定时间；

步骤五、加入清水：向淀粉熬制罐内加入适量的清水；

步骤六、加入生物酶改性剂：加入一定比例生物酶改性剂，酶的加入量根据酶的活性来定，活性越高加入量越少，具体用量参考根据生物酶供应商的建议用量，并用水稀释至需要浓度；

步骤七、制备生物酶改性淀粉：加热至酶改性所需温度，并维持此温度改性10-30分钟，依据淀粉种类以及糊化所需的粘度，进行设定，升温过程中，会有粘度增加的情况，需要保持一定的搅拌速度，防止糊化槽壁和底部淀粉结块，确认淀粉充分糊化后，需要通过调整温度、或者PH值使酶失活，从而保证胶液性质的稳定；

步骤八、加入PAE：PAE与淀粉复配的表面施胶剂的配比；

步骤九、加入聚合型施胶剂：加入单体可提高聚合物的化学抗性，增加对金属的附着性和对颜料的润湿性能，同时还能赋予聚合物防锈性能，提高乳液的稳定性；

步骤十、阴离子垃圾捕捉剂选择和添加：在其中添加新型捕捉剂进行试验，观察其对阴离子垃圾的消耗程度，选择出最优的阴离子垃圾捕捉剂并进行添加；

步骤十一、加入新型造纸施胶助剂：加入新型造纸施胶助剂，稳定聚合物粒子使其分散均匀；

步骤十二、在线精确施胶：利用计量棒精确控制施胶量，施胶涂布量均匀，成膜性好，可使施胶液均匀的渗透到纸页两面，提高纸页的疏水性能。

步骤四中的加热温度为95℃，步骤四中糊化保温时间为20分钟。

步骤五中适量的清水具体为使淀粉熬制罐内溶液温度降低60℃以下，且温度最高不超过60—70℃。

步骤六生物酶改性剂具体为将施胶淀粉的分子链切断，减小淀粉的分子尺寸，使改性处理后的淀粉施胶液黏性小，纸页渗透力强，能快速填充纸张孔径，粘结力强。

步骤八中PAE与淀粉复配的表面施胶剂的配比具体为采用一定的表面施胶液和氧化淀粉进行配比，试验出合适的配比比例，PAE交联体系协同淀粉分子在纸内与纤维交联形成互穿网格结构，使淀粉膜内形成致密的共价键结构，形成交联改性淀粉膜，改善淀粉的抗润胀性能，有效阻止水分子向淀粉膜内渗透与扩散，同时提高纸张的强度。

步骤九中聚合型粒子通过伸展与会收缩的淀粉分开，可热塑性防止了抗水及亲水层断裂，使施胶成膜性能进一步提升，增加纸张施胶的透明性、抗污性以及优秀的抗水性能。

步骤十中阴离子垃圾捕捉剂的选择，因为在废纸造纸工艺中，无论如何处理纤维，均会残留阴离子垃圾，阳离子表面施胶剂就会被阴离子垃圾消耗，导致表胶的施胶作用失效，这样施胶的量就会增加。

步骤十一加入新型造纸施胶助剂具体为加入一定量的施胶助剂可使白水浓度降低，提高填料留着率，减少湿纸层间微孔结构的堵塞和增加其渗透性，提高胶料和细小纤维的保留率，优化施胶度。

步骤十二中利用计量棒精确控制施胶量的具体技术指标为吸水度正面≤30g/m2；反面≤40g/m2；完全渗透大于130s；耐破指数≥2.3kpa·m2/g；横向环压指数≥7.0N·m/g；平滑度≥8.0；水份8%±2；施胶淀粉单耗由41kg/t降为30kg/t，下降26.8%。

本发明在使用时：使用者向淀粉熬制罐中，加1/3～1/2量的水，使用者向淀粉熬制罐内加入定量的淀粉，使用者使用搅拌设备将淀粉和水在淀粉熬制罐内充分搅匀，使用者使用加热设备对淀粉熬制罐内溶液进行加热，加热至95℃，并糊化保温20分钟，向淀粉熬制罐内加入适量的清水，使淀粉熬制罐内溶液温度降低60℃以下，且温度最高不超过60—70℃，加入一定比例生物酶改性剂，酶的加入量根据酶的活性来定，活性越高加入量越少，具体用量参考根据生物酶供应商的建议用量，并用水稀释至需要浓度，加热至酶改性所需温度，并维持此温度改性10-30分钟，依据淀粉种类以及糊化所需的粘度，进行设定，升温过程中，会有粘度增加的情况，需要保持一定的搅拌速度，防止糊化槽壁和底部淀粉结块，确认淀粉充分糊化后，需要通过调整温度、或者PH值使酶失活，从而保证胶液性质的稳定，将施胶淀粉的分子链切断，减小淀粉的分子尺寸，使改性处理后的淀粉施胶液黏性小，纸页渗透力强，能快速填充纸张孔径，粘结力强，PAE与淀粉复配的表面施胶剂的配比，采用一定的表面施胶液和氧化淀粉进行配比，试验出合适的配比比例，PAE交联体系协同淀粉分子在纸内与纤维交联形成互穿网格结构，使淀粉膜内形成致密的共价键结构，形成交联改性淀粉膜，改善淀粉的抗润胀性能，有效阻止水分子向淀粉膜内渗透与扩散，同时提高纸张的强度，加入单体可提高聚合物的化学抗性，增加对金属的附着性和对颜料的润湿性能，同时还能赋予聚合物防锈性能，提高乳液的稳定性，聚合型粒子通过伸展与会收缩的淀粉分开，可热塑性防止了抗水及亲水层断裂，使施胶成膜性能进一步提升，增加纸张施胶的透明性、抗污性以及优秀的抗水性能在其中添加新型捕捉剂进行试验，观察其对阴离子垃圾的消耗程度，选择出最优的阴离子垃圾捕捉剂并进行添加，因为在废纸造纸工艺中，无论如何处理纤维，均会残留阴离子垃圾，阳离子表面施胶剂就会被阴离子垃圾消耗，导致表胶的施胶作用失效，这样施胶的量就会增加，加入新型造纸施胶助剂，稳定聚合物粒子使其分散均匀，加入一定量的施胶助剂可使白水浓度降低，提高填料留着率，减少湿纸层间微孔结构的堵塞和增加其渗透性，提高胶料和细小纤维的保留率，优化施胶度，利用计量棒精确控制施胶量，施胶涂布量均匀，成膜性好，可使施胶液均匀的渗透到纸页两面，提高纸页的疏水性能。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。