一种防油性半透明纸的制备工艺

技术领域

本申请涉及纸张技术领域，具体地，涉及一种防油性半透明纸的制备工艺。

背景技术

表面施胶是纸张或纸板加工过程中的一个工序，通常位于纸机的烘干部末端，使纸页在未完全干燥却具有一定的强度时喷涂一层胶液，经干燥工序后在纸张或纸板表面形成一层胶膜，从而达到改变纸张或纸板表面性能的目的，比如防油性、提高强度等。

现有技术中，常用的一种纸张表面施胶剂是羧甲基纤维素(CMC)，具有很好的成膜性和整体膜转移性能，可以在纸张表面形成良好的封闭性和抗油性，但是CMC也存在粘度高、粘性强的问题。虽然目前有采用中等分子量的CMC可以部分解决粘度高、粘性强的问题，但仍然不能较为完美的解决。

发明内容

为了解决现有技术中CMC作为纸张表面施胶剂存在的粘度高、粘性强的技术问题，本申请提供一种防油性半透明纸的制备工艺。

本申请采用如下的技术方案：

一种防油中对纸张施加表性半透明纸的制备工艺，在压光工艺面施胶剂；

所述表面施胶剂按100％重量，包含：2-5％羧甲基纤维素及其钠盐、1-3％氨基硅油乳液，余量为水。

优选的，所述羧甲基纤维素及其钠盐与所述氨基硅油乳液的重量百分浓度比例为1:0.2-1。

优选的，所述羧甲基纤维素及其钠盐在25℃下2wt％的粘度不超过800cps，取代度为0.6-0.85。

优选的，所述氨基硅油乳液的重量百分含量为30-70％。

优选的，所述表面施胶剂还含有1-3％的聚乙烯醇。

更优选的，所述聚乙烯醇的聚合度为1000-2000，醇解度为98-99％。

优选的，所述表面施胶剂还含有1-3％的聚(甲基)丙烯酸均聚物或聚(甲基)丙烯酸共聚物。

更优选的，所述聚(甲基)丙烯酸共聚物的聚合单体中(甲基)丙烯酸的摩尔比例不低于65％。

进一步优选的，所述聚(甲基)丙烯酸共聚物的聚合单体还包含通式为CH

一种防油性半透明纸，由上述任一项实施方案所述的防油性半透明纸的制备工艺制备获得。

综上所述，本申请至少具有以下有益效果：

1.本申请的表面施胶剂包含羧甲基纤维素及其钠盐和氨基硅油乳液，解决了羧甲基纤维素及其钠盐作为表面施胶剂时所带来的粘度高、粘性强的问题，表面施胶剂具有更低的粘度和粘性。

2.本申请的表面施胶剂中加入氨基硅油乳液，发现可以进一步提高纸张的防水防油性，可能是氨基硅油中的氨基与羧甲基纤维素及其钠盐中的羧基产生较强的氢键作用，使得氨基硅油分子中疏水性的聚硅氧烷结构可以覆盖包覆在羧甲基纤维素及其钠盐的表面、朝向外侧，从而提高了纸张的防水防油性。

3、本申请的表面施胶剂还可以进一步加入聚乙烯醇和/或聚(甲基)丙烯酸的均聚物或共聚物。聚乙烯醇可以使得表面施胶剂能更好的渗透进纸张结构内部中，从而提高纸张的强度。聚(甲基)丙烯酸的均聚物或共聚物中羧基可以与羧甲基纤维素及其钠盐、氨基硅油之间产生多种作用的氢键，进一步提高了纸张的防水防油性。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细描述。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

本申请一方面提出一种防油性半透明纸的制备工艺，在压光工艺中对纸张施加表面施胶剂；

上述表面施胶剂按100％重量，包含：2-5％羧甲基纤维素及其钠盐、1-3％氨基硅油乳液，余量为水。

羧甲基纤维素用于纸张的表面施胶剂，很好的成膜性和整体膜转移性能，可以在纸张表面形成良好的封闭性和抗油性，但也存在粘度高、粘性大的问题，不利于施胶。本申请中，表面施胶剂中加入氨基硅油乳液，发现可以明显降低由羧甲基纤维素及其钠盐所带来的粘度高、粘性大的问题，而且施胶于纸张表面后可以提高纸张的防水防油性。本申请中，上述表面施胶剂对纸张施胶时的用量为每吨纸张用量为10-50Kg。

本申请一个优选的实施例中，羧甲基纤维素及其钠盐与氨基硅油乳液的重量百分浓度比例为1:0.2-1。羧甲基纤维素及其钠盐与氨基硅油乳液的重量百分浓度比例控制在上述范围，羧甲基纤维素及其钠盐与氨基硅油之间的作用更好。更优选的，羧甲基纤维素及其钠盐与氨基硅油乳液的重量百分浓度比例为1:0.2-0.6，举例的，重量百分浓度比例可以是1:0.2、1:0.22、1:0.25、1:0.28、1:0.3、1:0.33、1:0.35、1:0.37、1:0.4、1:0.42、1:0.45、1:0.47、1:0.5、1:0.52、1:0.55、1:0.57、1:0.6等。

本申请一个优选的实施例中，羧甲基纤维素及其钠盐为中粘度的羧甲基纤维素及其钠盐，在25℃下2wt％的粘度不超过800cps，取代度为0.6-0.85。进一步优选的，在25℃下2wt％的粘度不超过600cps，再进一步优选的，不超过300cps。举例的，羧甲基纤维素及其钠盐在25℃下2wt％的粘度可以是100cps、150cps、180cps、200cps、230cps、250cps、270cps、280cps、300cps等。进一步优选的，取代度为0.6-0.8，再进一步优选的，取代度为0.6-0.75，举例的，取代度可以是0.6、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69、0.7、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75等。

本申请一个优选的实施例中，氨基硅油乳液的重量百分含量为30-70％。本申请中，氨基硅油乳液既包括普通型氨基硅油乳液，即外观为乳白色的氨基硅油乳液，也包括氨基硅油微乳液，即外观为半透明至透明的氨基硅油乳液。氨基硅油乳液中的氨基硅油的氨值对于纸张的黄变有影响，氨值越高，纸张越容易黄变。为了既达到较低黄变，也不影响表面施胶剂的性能，氨值可以是0.1-1.5，或者进一步的，氨值可以是0.2-1.2。本申请的氨基硅油乳液既可以获得自市售产品，也可以自制。一种普通型氨基硅油乳液的自制方法可以如下：将100重量份25℃粘度1000-10000mPa.s、氨值0.2-1.2的氨基硅油、10重量份乳化剂(可以由Tween80和Span80按重量比2:1-1:1组成)和0.5重量份正丁醇混合均匀，1200-2000rpm高速搅拌下逐渐加入70-100重量份水，加完水，搅拌转速调整至200-300rpm继续搅拌10分钟，即得。

本申请一个优选的实施例中，上述表面施胶剂还可以含有1-3％的聚乙烯醇。表面施胶剂中进一步加入聚乙烯醇PVA，可以使得表面施胶剂更容易渗透到纸张内部结构中，从而提高纸张的抗张强度。

本申请一个更优选的实施例中，PVA的聚合度为1000-2000，醇解度为98-99％。举例的，PVA的聚合度可以是1200、1500、1700等，具体的PVA型号可以是PVA-1798、PVA-1799等。

本申请一个优选的实施例中，上述表面施胶剂还可以含有1-3％的聚(甲基)丙烯酸均聚物或聚(甲基)丙烯酸共聚物。本申请的表面施胶剂中进一步加入聚(甲基)丙烯酸均聚物或聚(甲基)丙烯酸共聚物，聚(甲基)丙烯酸均聚物或聚(甲基)丙烯酸共聚物具有较好的水溶性，可溶解于施胶剂中，而且其中的羧基可以与氨基硅油中的氨基、羧甲基纤维素及其钠盐中的羧基形成较好的氢键作用，这样氨基硅油、聚(甲基)丙烯酸均聚物或聚(甲基)丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素及其钠盐三者之间可以形成多种氢键作用，三者共同作用提高了表面施胶剂对于纸张的防水防油性、降低了吸水性。

本申请一个更优选的实施例中，聚(甲基)丙烯酸共聚物的聚合单体中(甲基)丙烯酸的摩尔比例不低于65％。聚(甲基)丙烯酸共聚物的聚合单体中(甲基)丙烯酸的摩尔比例不低于65％，共聚物具有较好的水溶性。举例的，聚(甲基)丙烯酸共聚物的聚合单体中(甲基)丙烯酸的摩尔比例可以是65％、68％、70％、72％、73％、75％、77％、78％、80％、83％、85％、87％、88％、90％、92％、95％、98％等。

本申请一个进一步优选的实施例中，聚(甲基)丙烯酸共聚物的聚合单体除(甲基)丙烯酸外，还包含通式为CH

本申请中，聚(甲基)丙烯酸均聚物可以按照如下方法制备：将50重量份(甲基)丙烯酸加入到100重量份水中，搅拌溶解，加入(甲基)丙烯酸重量3％的引发剂过硫酸铵，升温至70±2℃，搅拌反应6小时，加入到2000重量份甲醇中进行沉淀，沉淀干燥，即得。或者，在加入到甲醇中沉淀前，通过减压蒸馏等方式对反应体系进一步浓缩，比如浓度可以浓缩至50wt％、60wt％等。

本申请中，聚(甲基)丙烯酸共聚物可以按照如下方法制备：将50重量份(甲基)丙烯酸加入到100重量份水中，搅拌溶解，加入(甲基)丙烯酸重量3％的引发剂过硫酸铵，升温至70±2℃，搅拌反应6小时，再滴加对应重量份数的丙烯酸酯单体(比如丙烯酸丁酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟已基乙基丙烯酸酯)，继续反应5小时，加入到2500重量份甲醇中进行沉淀，沉淀干燥，即得。或者，在加入到甲醇中沉淀前，通过减压蒸馏等方式对反应体系进一步浓缩，比如浓度可以浓缩至50wt％、60wt％等。

本申请另一方面提出一种防油性半透明纸，由上述任一项实施方案所述的防油性半透明纸的制备工艺制备获得。

本申请的纸张施胶剂除了可以用于半透明纸，还可以用于不透明纸和瓦楞纸等。

下面结合实施例、对比例对本申请的技术方案进行详细说明。如无特别指明，以下各实施例和对比例中的份数都为重量份数。

实施例1

将100份25℃粘度2100mPa.s、氨值0.4的氨基硅油、10份乳化剂(由Tween80和Span80按重量比1.2:1组成)和0.5份正丁醇混合均匀，1500rpm高速搅拌下逐渐加入100份水，加完水，搅拌转速调整至250rpm继续搅拌10分钟，获得氨基硅油乳液。

将4份中粘度羧甲基纤维素CMC(2wt％浓度时25℃粘度280cps，取代度0.65)溶解于95份水中，加入1份上述氨基硅油乳液，搅拌混合均匀，获得表面施胶剂。

实施例2

实施例1中，氨基硅油乳液调整为2份，水调整为94份，其余步骤保持不变。

实施例3

实施例1中的表面施胶剂，加入羧甲基纤维素溶解后再加入1份PVA-1798，水的份数调整为94份，最后加入氨基硅油乳液，其余步骤保持不变。

实施例4

实施例3中，PVA-1798由1份调整为2份，水的份数调整为93份，其余步骤保持不变。

实施例5

实施例1中的表面施胶剂，加入羧甲基纤维素溶解后再加入1份甲基丙烯酸均聚物，水的份数调整为94份，最后加入氨基硅油乳液，其余步骤保持不变。

实施例6

实施例1中的表面施胶剂，加入羧甲基纤维素溶解后再加入2份甲基丙烯酸共聚物(聚合单体由丙烯酸和全氟已基乙基丙烯酸酯按摩尔比9:1组成)，水的份数调整为93份，最后加入氨基硅油乳液，其余步骤保持不变。

实施例7

将100份25℃粘度2700mPa.s、氨值0.8的氨基硅油、8份乳化剂(由Tween80和Span80按重量比1.3:1组成)和0.5份正丁醇混合均匀，1500rpm高速搅拌下逐渐加入150份水，加完水，搅拌转速调整至250rpm继续搅拌10分钟，获得氨基硅油乳液。

将5份中粘度羧甲基纤维素(2wt％浓度时25℃粘度280cps，取代度0.72)溶解于93份水中，加入2份上述氨基硅油乳液，搅拌混合均匀，获得表面施胶剂。

实施例8

将5份实施例7中的中粘度羧甲基纤维素溶解于91.5份水中，加入1.5份甲基丙烯酸共聚物(聚合单体由甲基丙烯酸和全氟辛基乙基丙烯酸酯按摩尔比8:2组成)，搅拌溶解，再加入2份实施例7中的氨基硅油乳液，搅拌混合均匀，获得表面施胶剂。

对比例1

4份实施例1中的中粘度羧甲基纤维素溶解于96份水中，获得表面施胶剂。

对比例2

4份实施例1中的中粘度羧甲基纤维素溶解于95份水中，加入1份PVA-1798，搅拌混合均匀，获得表面施胶剂。

对比例3

4份实施例1中的中粘度羧甲基纤维素溶解于94份水中，加入2份PVA-1798，搅拌混合均匀，获得表面施胶剂。

对比例4

4份实施例1中的中粘度羧甲基纤维素溶解于94份水中，加入2份实施例6中的甲基丙烯酸共聚物，搅拌混合均匀，获得表面施胶剂。

实施例1-8和对比例1-4中表面施胶剂的原料组成、粘度(25℃)如下表1所示。

粘度采用旋转粘度计NDJ-5S进行测试，转速6rpm。

表1表面施胶剂的原料组成及粘度

由表1的结果可知，本申请的表面施胶剂中加入氨基硅油乳液后，能明显降低表面施胶剂的粘度，更有利于施工。

半透明纸按照如下的工艺生产：木浆、蔗渣浆、漂白废纸浆按重量比2:1:1加入到5m

在上述半透明纸的生产工艺步骤中，在压光工序，按照每吨纸分别加入40Kg实施例1-8和对比例1-4的表面施胶剂。

吸收性：按照GB/T1540-2002《纸和纸板吸水性的测定(可勃法)》进行测试。

耐油性：按照GB/T 22805.2-2008《纸和纸板耐脂度的测定第2部分:表面排斥法》进行测试。

抗张强度：按照GB/T 12914-2008《纸和纸板抗张强度的测定》进行测试。

结果如下表2所示。

表2性能测试

由表2的数据可知，本申请的表面施胶剂在压光阶段施胶于半透明纸表面后，可以降低提高纸张的防水性和防油性，并且抗拉强度也有一定的提升。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。