一种碳酸钙乳液施胶剂的制备方法、施胶纸

摘要

本发明公开了一种碳酸钙乳液施胶剂的制备方法、施胶纸。其中，碳酸钙乳液施胶剂的制备方法包括：将淀粉进行酶切、蒸煮，往酶切、蒸煮后的淀粉中加入表面活性剂与碳酸钙，搅拌的同时升温至预定温度保温预定时间，制备得到碳酸钙乳液施胶剂。通过上述方式，本发明能够降低施胶剂的成本，使得到的施胶剂均匀、稳定。

说明书

技术领域

本发明涉及造纸领域，具体涉及一种碳酸钙乳液施胶剂的制备方 法、施胶纸。

背景技术

表面施胶技术是提高纸和纸板质量的主要的、有效的方法之一，对 改善纸页的表面性能以及改性纸页的物理性能起着非常重要的作用。表 面施胶与浆内施胶相比，能够提高纸张的物理强度，较小纸张的两面性， 并提高纸机的运行性能、减少白水中的化学药品含量，改善湿部的沉积， 从而延长压榨毛毯的使用寿命。表面施胶剂的种类分为：天然高分子表 面施胶剂、合成表面施胶剂、多种聚合物共用表面施胶剂等。

我国使用较多的表面施胶剂是淀粉及其改性淀粉、聚乙烯醇等，其 他表面施胶剂成本较高。近年来，出现碳酸钙体系施胶剂，但是当前的 碳酸钙体系施胶剂分散性能、稳定性无法得到很好的解决，从而最终影 响施胶纸性能。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何解决传统碳酸钙体系施胶剂易 沉降、易絮凝，从而对纸张表面容易产生不良效果的技术问题。

有鉴于此，本发明实施例提供一种碳酸钙乳液施胶剂的制备方法、 施胶纸，施胶剂成本低于传统工艺，得到的施胶剂均匀、稳定。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种碳 酸钙乳液施胶剂的制备方法，所述方法包括：将淀粉进行酶切、蒸煮； 往所述酶切、蒸煮后的淀粉中加入表面活性剂与碳酸钙，搅拌的同时升 温至预定温度保温预定时间，制备得到所述碳酸钙乳液施胶剂。

其中，所述表面活性剂为阴离子醇醚酯及其盐类。

其中，所述阴离子醇醚酯及其盐类为脂肪醇醚磷酸酯、酚醚磷酸酯、 异十三醇磷酸酯、月桂基磷酸酯、脂肪醇醚磷酸酯钾盐、酚醚磷酸酯钾 盐、异十三醇醚(6)磷酸酯钾盐、月桂基磷酸酯钾盐中的至少一种。

其中，所述碳酸钙为粒径≤2um比例超过65％的碳酸钙粉末或乳液。

其中，以淀粉绝干量为100份计，所述表面活性剂的加入量为0.1-5 份，所述碳酸钙的加入量为5-150份。

其中，所述往所述酶切、蒸煮后的淀粉中加入表面活性剂与碳酸钙 的同时，还包括：往所述酶切、蒸煮后的淀粉中加入强化剂。

其中，所述强化剂为聚乙烯醇、明胶中的至少一种。

其中，所述强化剂为聚乙烯醇和明胶。

其中，以所述淀粉绝干量为100份计，所述聚乙烯醇的加入量为1-30 份，所述明胶的加入量为0.1-5份。

其中，所述预定温度为80-95℃，所述预定时间为0.5-4小时。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种 应用权利要求1-10任一项所述的方法制备得到的碳酸钙乳液施胶剂进 行表面施胶得到的施胶纸。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明在传统的碳 酸钙施胶剂中引入表面活性剂。表面活性剂的加入，可以提高淀粉溶液 的稳定性并赋予淀粉溶液抗老化能力，通过表面活性剂的分散性能，使 得本发明的碳酸钙乳液施胶剂更趋于均匀、稳定，可长时间保持乳液状 态。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种碳酸钙乳液施胶剂的制备方法的流 程图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种碳酸钙乳液施胶剂的 制备方法的流程图，如图所示，本实施例的碳酸钙乳液施胶剂的制备方 法包括：

S101：将淀粉进行酶切、蒸煮。

本发明实施例中的淀粉可以是玉米原淀粉、木薯原淀粉、甘薯原淀 粉的任意一种或多种的组合。

淀粉通过以下方式进行酶切、蒸煮：将淀粉加水溶解，控制升温到 80-90℃保温0.5-0.7小时，比如升温到80℃保温0.5小时，继续升温至 95-100℃保温1-1.5小时左右，比如升温至95℃保温1小时，即完成淀 粉的酶切、蒸煮过程。

S102：往酶切、蒸煮后的淀粉中加入表面活性剂与碳酸钙，搅拌的 同时升温至预定温度保温预定时间，制备得到碳酸钙乳液施胶剂。

本发明实施例中，碳酸钙优选小颗粒的碳酸钙。本发明实施例中优 选粒径≤2um比例超过65％的碳酸钙粉末或乳液。

碳酸钙作为填充剂，通过施胶的方法留着于纸张表面，保留率高， 可额外提高纸张的灰分，降低生产成本。但是碳酸钙与淀粉施胶液进行 混合后，容易发生絮聚、沉淀现象，生产过程中操作困难，易发生管路、 喷嘴堵塞且很难保证施胶均匀，絮聚后的碳酸钙大颗粒在纸张表面对纸 张的面感亦产生负面影响并影响后续的涂布操作，更重要的是，施胶层 因为颗粒性碳酸钙的存在，造成纸张表面强度的大幅降低。因此，如何 提高碳酸钙体系施胶剂的稳定性，对造纸领域有着深刻意义。

本发明通过在碳酸钙-淀粉施胶剂中引入表面活性剂，利用表面活性 剂的高分散性能，使得淀粉-碳酸钙乳液施胶剂趋于均匀、稳定，使其长 时间保持乳液状态。从而能够确保施胶均匀，提高纸张性能。

作为本发明的一种优选，本发明实施例中表面活性剂选自阴离子醇 醚酯及其盐类。比如可以但不限于是脂肪醇醚磷酸酯、酚醚磷酸酯、异 十三醇磷酸酯、月桂基磷酸酯、脂肪醇醚磷酸酯钾盐、酚醚磷酸酯钾盐、 异十三醇醚(6)磷酸酯钾盐、月桂基磷酸酯钾盐中的一种或多种的组 合。比如可以是一种，也可以是两种、三种、四种的组合作为表面活性 剂。

因为阴离子醇醚酯及其盐类是一种优良的表面活性剂，其具有出色 的乳化剂分散性能，可广泛应用于香波、浴液、化妆品中，将其少量添 加于本发明的淀粉溶液后，可以提高淀粉溶液的稳定性并赋予淀粉溶液 抗老化能力。当小颗粒的碳酸钙加入淀粉溶液后，阴离子醇醚酯/盐的乳 化性能迅速体现，搅拌后迅速形成乳液，并得益于阴离子醇醚酯的优越 的分散性能，胶液更趋于均匀、稳定，形成淀粉-碳酸钙“香波”，能够 长时间保持乳浊液状态。

在本发明实施例中，以淀粉绝干量为100份计，碳酸钙的添加量优 选为5-150份，比如5、10、15、30、50、80、100、120份等，更优选 为30-70份，比如35、40、45、52、68份等等。表面活性剂的添加量优 选为0.1-5份，比如0.2、0.5、1、1.2、2、2.8、3.5、4、4.5份等，更优 选为0.5-3份。比如0.7、1.5、2.2、2.5、3.0份等。

作为一种优选的实现方案，本实施例中，在往酶切、蒸煮后的淀粉 中加入表面活性剂和碳酸钙的同时，还包括：往酶切、蒸煮后的淀粉中 加入强化剂的步骤。通过强化剂的加入，可以进一步提高施胶剂的成膜 性能以及提高纸张的强度。

在其中一种实现方式中，强化剂可以选自聚乙烯醇PVA、明胶中的 任意一种或两种的组合。

作为本发明一种优选的实现方案，强化剂为PVA与明胶两种的组 合。

通过加入PVA，PVA可与淀粉交联反应，成膜后表面强度好且有具 有很好的抗油脂性能，可以进一步提高施胶后纸张的强度。而另外明胶 作为第三相组分少量加入，因明胶成膜后的覆盖能力及成膜性均较好， 能够赋予纸张更大的强度，配合PVA使用，可以提高施胶液的成膜性能， 改善碳酸钙颗粒留着于纸张表面的强度。

作为一种优选，以淀粉绝干量为100份计，PVA的加入量为1-30 份，比如1、5、10、18、22、28、30份等，更优选为5-15份，比如5、 8、12、15份等。明胶的加入量优选为0.1-5份，比如0.1、0.3、0.8、1.5、 2、2.6、3.5、4、4.8份等，更优选为0.8-3份，比如1、1.2、1.8、2.5、 3份等。

本发明实施例中，预定温度为80-95℃，优选为90-95℃，预定时间 为0.5-4小时，优选为0.5-1.5小时。通过保温，一方面确保各物质分散 均匀，另一方面，利于PVA与淀粉发生交联反应，同时，也进一步防止 所加入的阴离子醇醚酯及其盐类因温度下降而凝固。

上述本发明实施例提供的碳酸钙乳液施胶剂的制备方法，在传统的 碳酸钙施胶剂中引入表面活性剂。表面活性剂的加入，可以提高淀粉溶 液的稳定性并赋予淀粉溶液抗老化能力，通过表面活性剂的分散性能， 使得本发明的碳酸钙乳液施胶剂更趋于均匀、稳定，可长时间保持乳液 状态。

另外，在引入表面活性剂和碳酸钙的基础上，进一步引入强化剂 PVA与明胶，通过PVA与淀粉交联反应后可以进一步提高施胶后纸张 的强度，明胶作为第三相组分，仅少量添加，配合PVA使用，可提高施 胶液的成膜性能，改善碳酸钙颗粒留着于纸张表面的强度。通过这样的 方式，在维持纸张表面强度的前提下，降低了施胶成本，PVA用量远低 于传统淀粉-施胶技术，高单价的明胶仅少量添加，同时因碳酸钙在纸面 的留着，纸张的灰分可提高1-2％。与传统的碳酸钙乳液施胶技术相比， 彻底解决了施胶剂的稳定性差问题，本发明的施胶剂配制完成后，分散 性好，静置24小时碳酸钙并无沉淀现象。同时，施胶剂中少量加入PVA、 明胶，通过淀粉-PVA-明胶的交联组合，弥补了因为碳酸钙留着于纸张 表面而造成的表面强度损失。而PVA用量较低，亦可避免PVA与淀粉 交联反应不彻底可能产生的塑化风险。并且本发明的制备方法可操作性 强，施胶剂的固含、粘度容易控制，适用于多种纸张的生产工艺，具有 广泛的应用价值。

将以上本发明的制备方法制备得到的施胶剂对纸张表面进行施胶 后，有利于提高克重及灰分，纸页的表面强度亦有明显提升。

为了进一步说明本发明的技术方案以及产生的技术效果，以下通过 几个具体的实施例来进一步说明，但是这并不用以限制本发明的保护范 围。

实施例1

淀粉：玉米原淀粉，100份

表面活性剂：脂肪醇醚磷酸酯0.5份

碳酸钙30份，PVA5份，明胶0.8份

玉米原淀粉经过酶切蒸煮后，加入PVA、明胶、表面活性剂、碳酸 钙，搅拌均匀，90℃保温0.5h，施胶。

实施例2

淀粉：木薯原淀粉，100份

表面活性剂：异十三醇磷酸酯3份

碳酸钙70份，PVA15份，明胶3份

木薯原淀粉经过酶切蒸煮后，加入PVA、明胶、表面活性剂、碳酸 钙，搅拌均匀，95℃保温1.5h，施胶。

实施例3

淀粉：甘薯原淀粉，100份

表面活性剂：酚醚磷酸酯钾盐1份

碳酸钙45份，PVA8份，明胶1.5份

甘薯原淀粉经过酶切蒸煮后，加入PVA、明胶、表面活性剂、碳酸 钙，搅拌均匀，90℃保温1h，施胶。

实施例4

淀粉：甘薯原淀粉，100份

表面活性剂：月桂基磷酸酯钾盐2份

碳酸钙60份，PVA10份，明胶1.8份

甘薯原淀粉经过酶切蒸煮后，加入PVA、明胶、表面活性剂、碳酸 钙，搅拌均匀，95℃保温1h，施胶。

对比例1

淀粉：玉米原淀粉，100份

玉米原淀粉经过酶切、蒸煮后施胶。

对比例2

淀粉：木薯原淀粉，100份

碳酸钙70份

木薯原淀粉经过酶切、蒸煮后加入碳酸钙，搅拌均匀，施胶。

对比例3

淀粉：甘薯原淀粉，100份

碳酸钙45份

表面施胶剂：酚醚磷酸酯钾盐1份

甘薯原淀粉经过酶切蒸煮后、加入表面活性剂、碳酸钙，搅拌均匀， 90℃保温1h，施胶。

对比例4

淀粉：甘薯原淀粉，100份

碳酸钙60份，PVA10份，明胶1.8份

甘薯原淀粉经过酶切蒸煮后，加入PVA、明胶、碳酸钙，搅拌均匀， 95℃保温1h，施胶。

以上各实施例以及对比例制备得到的施胶剂进行施胶后纸张各性 能的比较见下表：

从上表可知，单纯的淀粉-碳酸钙施胶剂(对比例2)稳定性差，施 胶剂中碳酸钙颗粒絮团、沉淀，施胶不均匀，虽然能够提高纸张灰分， 但是强度损失较大。淀粉-碳酸钙-表面活性剂组合(对比例3)，能够明 显提升施胶剂的稳定性，但是纸张强度没有得到明显提升。淀粉-碳酸钙 -PVA&明胶组合(对比例4)，胶液中碳酸钙絮团、沉淀加剧，施胶操作 困难，施胶不均加剧，施胶后纸张强度与实施例相比稍有差距。本发明 实施例制得的淀粉-碳酸钙-表面活性剂-PVA&明胶组合的表面施胶剂 (实施例1-4)，施胶剂稳定性好，用实施例制得的施胶剂进行施胶，纸 张的强度灰分较纯淀粉(对比例1)施胶有明显提高，且强度亦有提升。

以上本发明所提供的碳酸钙乳液施胶剂的制备方法，施胶剂成本低 于传统的表胶工艺，PVA添加量少于传统淀粉-PVA施胶工艺，明胶仅 需微量添加，施胶操作后原纸灰分提高1％-2％，通过表面活性剂的应用， 克服了碳酸钙乳液施胶过程中胶液的稳定性差，施胶不均的问题，胶液 静置24小时武沉淀。同时，胶液中少量的加入PVA、明胶，PVA与淀 粉交联反应后可以提升施胶后纸张的强度，明胶作为第三相组分，仅少 量加入，配合PVA使用，通过淀粉-PVA-明胶的交联组合，可以提高施 胶剂的成膜性能，碳酸钙颗粒留着于纸张表面的强度。

在以上本发明提供的一种碳酸钙乳液施胶剂的制备方法的基础上， 本发明实施例进一步提供一种应用上述的制备方法制备得到的碳酸钙 乳液施胶剂进行施胶得到的施胶纸。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或 直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保 护范围内。