表面施膠劑在文化紙上的應(yīng)用

劉永順

（山東華泰集團有限公司，山東 廣饒 257335）

表面施膠劑在文化紙上的應(yīng)用

劉永順

（山東華泰集團有限公司，山東 廣饒 257335）

近年來，造紙行業(yè)隨著向中性造紙的轉(zhuǎn)型，廉價的碳酸鈣系列填料在中性造紙中得到廣泛使用，其加入量達(dá)到漿料總質(zhì)量的30%～40%，甚至更高。由于加填量的提高，隨之帶來的問題也越來越突出：成紙施膠效果差；抗張強度和表面強度低，甚至造成生產(chǎn)不正常。這些問題嚴(yán)重?fù)p害了生產(chǎn)企業(yè)及印刷單位的經(jīng)濟利益。如何彌補加填所造成的缺陷，成為眾多企業(yè)造紙工作者所關(guān)注的問題。此時，表面施膠顯得越來越重要，并受到造紙行業(yè)的高度重視。

表面施膠是改善紙張印刷性能的重要手段。表面施膠可以改善紙張的抗水性，提高紙張的物理強度指標(biāo)，有效改善印刷過程中的掉毛掉粉現(xiàn)象，提高印刷效率和印刷質(zhì)量。因此要獲得較高的表面強度、印刷適性和紙頁的形穩(wěn)性，必須采用表面施膠，并選擇較好的表面施膠劑，以提高紙張的質(zhì)量。

目前，應(yīng)用于表面施膠的化學(xué)助劑品種較多，大體可分為二大類：天然高分子和合成聚合物。天然高分子產(chǎn)品具有來源廣、價格低和易生物降解等優(yōu)點，在表面施膠劑市場上一直占據(jù)重要比例。用于文化紙生產(chǎn)的天然高分子施膠劑主要有淀粉、瓜爾膠、纖維素及半纖維素、蟲膠、明膠、甲殼素和海藻酸等，其中淀粉類表面施膠劑占首要地位。而合成聚合物類表面施膠劑由于可賦予紙張更優(yōu)異的性能，近年來得到迅速發(fā)展。當(dāng)前表面施膠劑的選擇主要是根據(jù)表面施膠的目的不同而進行選擇。一般增強時主要采用改性淀粉作原料，憎水時主要采用與纖維化學(xué)結(jié)合的AKD或疏水性酯類為施膠劑。實際生產(chǎn)中為保證紙張有足夠的強度及適當(dāng)?shù)氖┠z度，多采用改性淀粉與合成施膠劑相結(jié)合的方式進行表面施膠。

本公司主要是以雙膠紙和輕型紙為主導(dǎo)產(chǎn)品的文化紙生產(chǎn)公司，通過對不同表面施膠劑的應(yīng)用取得了較好的效果，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。本文以不同類型表面施膠劑與氧化淀粉共用探討了施膠液在文化紙產(chǎn)品中的應(yīng)用情況。

1 表面施膠劑膠液的制備

1.1 表面施膠液的組成

表面施膠劑與氧化淀粉共用時的幾種類型表面施膠液的組成分別如下：（1）w（氧化淀粉）=100%；（2）w（氧化淀粉）∶w[聚乙烯醇（PVA）]=90%∶10%；（3）w（氧化淀粉）∶w（苯乙烯-丙烯酸酯乳液）=90%∶10%；（4）w（氧化淀粉）∶w（改性AKD表面施膠劑）=90%∶10%；（5）w（氧化淀粉）∶w（改性殼聚糖表面施膠劑）=90%∶10%。

1.2 表面施膠液的熬制方法

將一定量的液體氧化淀粉用泵打入不銹鋼熬制罐，啟動攪拌器，補加清水到罐體的1/2，攪拌均勻，緩慢通氣加熱至95～100℃，保溫20 min，然后加清水至水位線，降溫至60～70℃，然后加入表面施膠劑（其中PVA需熬制時加入），制備膠液的濃度為5%～7%質(zhì)量分?jǐn)?shù)，攪拌均勻后經(jīng)60目過濾網(wǎng)過濾使用，膠液黏度不大于15 mPa·s，保持使用溫度在60～70℃。

1.3 表面施膠液的質(zhì)量指標(biāo)

表1為不同類型表面施膠液的質(zhì)量指標(biāo)。

表1 不同類型表面施膠液的質(zhì)量指標(biāo)

2 表面施膠劑在膠版紙中的應(yīng)用情況

2.1 生產(chǎn)工藝參數(shù)

生產(chǎn)工藝參數(shù)如下。產(chǎn)品：定量為70 g/m2的膠版印刷紙。紙機：2 640 mm長網(wǎng)多缸紙機。車速：500 m/min。原料配比：w（漂白闊葉木漿）∶w（針葉木漿）=70%∶30%。打漿度：漂白闊葉木漿和針葉木漿的混合漿為30～40°SR。

2.2 膠版紙產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

表2顯示了使用不同表面施膠液的膠版紙產(chǎn)品質(zhì)量物理檢測指標(biāo)。

表2 膠版紙產(chǎn)品質(zhì)量物理檢測指標(biāo)

3 表面施膠劑在輕型紙中的應(yīng)用情況

3.1 生產(chǎn)工藝參數(shù)

生產(chǎn)工藝參數(shù)如下。產(chǎn)品：定量為70 g/m2輕型印刷紙。紙機：1 760 mm長網(wǎng)多缸紙機。車速：250 m/min。原料配比：w[漂白化學(xué)熱磨機械漿（BCTMP）]∶w（針葉木漿）=70%∶30%。打漿度：BCTMP和針葉木漿的混合漿為40～50°SR。

3.2 輕型紙產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

表3顯示了使用不同表面施膠液的輕型紙產(chǎn)品質(zhì)量物理檢測指標(biāo)。

表3 輕型紙產(chǎn)品質(zhì)量物理檢測指標(biāo)

4 不同類型表面施膠劑對不同文化紙種物理指標(biāo)的影響分析

4.1 不同類型表面施膠劑對膠版紙物理指標(biāo)的影響

從表2可以看出，加入表面施膠劑的紙張無論從強度、表吸或其他方面都明顯優(yōu)于單獨使用氧化淀粉的施膠液。從吸收性方面，淀粉與改性AKD表面施膠劑共用可以明顯提高施膠效果，提高幅度為單獨用淀粉時的26.87%，其次是苯丙乳液類，提高16.42%，采用PVA表面施膠劑對提高施膠效果較少，僅提高2.99%；從強度方面考慮，無論是抗張強度還是表面強度，PVA是最佳選擇，抗張強度較單獨用淀粉增加21.27%，表面強度增加41.67%，其次是苯丙類和殼聚糖類，抗張強度分別增長17.94%和14.13%，表面強度均增長33.33%，AKD類對強度提高相對稍差一些。考慮到PVA相對其他表面施膠劑來說價格較高，并且使用不當(dāng)容易出現(xiàn)膠液結(jié)皮現(xiàn)象，而其他類增強劑可以滿足生產(chǎn)需求，且使用方便；綜合成本及使用效果，膠版紙生產(chǎn)中選用苯丙類表面施膠劑是比較合適的，無論是強度還是施膠效果都表現(xiàn)出比較優(yōu)異的性能。

4.2 不同類型表面施膠劑對輕型紙物理指標(biāo)的影響

從表3可以看出，與膠版紙相同，加入表面施膠劑的紙張無論從強度、表吸或其他方面都明顯優(yōu)于單獨使用氧化淀粉的施膠液。從施膠效果上看，有突出表現(xiàn)的依舊是改性AKD類表面施膠劑，比單純氧化淀粉可以提高施膠效果30.12%；從提高強度方面來說，PVA、苯丙類和殼聚糖類都有較突出的表現(xiàn)，抗張強度分別提高14.91%、10.84%和12.47%，表面強度均提高17.39%；從其他指標(biāo)看，殼聚糖類表面施膠劑表現(xiàn)出更為突出的優(yōu)點，除耐折度略低于PVA外，成紙平滑度、伸縮尺寸穩(wěn)定性及成紙的挺度都好于其他類增強劑。使用過程中發(fā)現(xiàn)，采用改性殼聚糖類表面施膠劑最大的優(yōu)點是不粘缸，能夠使缸面保持清潔，可以最大限度地提高表面施膠量，而使用其他類型表面施膠劑經(jīng)常出現(xiàn)粘缸、缸面泛白現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。因此，輕型紙采用改性殼聚糖類表面施膠劑是理想的選擇。

5 結(jié)語

生產(chǎn)中無論采用哪種類型的表面施膠劑，都要根據(jù)紙張的質(zhì)量要求和紙機的生產(chǎn)條件去合理選擇。表面施膠劑的效果應(yīng)是多方面的，就目前大多數(shù)人的思路是抗水不好選施膠型的，強度不好選增強型的，顧此失彼，造成了生產(chǎn)上比較被動。因此，既具優(yōu)異黏結(jié)性能，又具優(yōu)異抗水性能的表面施膠劑才是生產(chǎn)中的最佳選擇。而生產(chǎn)過程中如何讓施膠劑的效果充分發(fā)揮出來才是更重要的，這需要每位造紙工作者對表面施膠的整個過程有更深入的了解和研究，同時期望有更多更優(yōu)秀的表面施膠劑在造紙行業(yè)中得到應(yīng)用。

Application of Surface Sizing Agent in Culture Paper

LIU Yong-shun
（Shandonh Huatai Group Co.，Ltd.，Guangrao 257335，China）

TS761.1

A

1007-2225（2012）03-0022-03

2012-02-27（修回）

劉永順先生（1976-），鼎泰公司技術(shù)員；主要從事文化紙、特種紙新產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)，新工藝新技術(shù)應(yīng)用；E-mail：htlyslhx2002@126.com。

本文文獻(xiàn)格式：劉永順．表面施膠劑在文化紙上的應(yīng)用[J]．造紙化學(xué)品，2012，24（3）∶22-24．