表面施膠劑在文化紙上的應用

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，造紙行業隨著向中性造紙的轉型，廉價的碳酸鈣系列填料在中性造紙中得到廣泛使用，其加入量達到漿料總質量的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，甚至造成生產不正常。這些問題嚴重損害了生產企業及印刷單位的經濟利益。如何彌補加填所造成的缺陷，成為眾多企業造紙工作者所關注的問題。此時，表面施膠顯得越來越重要，并受到造紙行業的高度重視。

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，有效改善印刷過程中的掉毛掉粉現象，提高印刷效率和印刷質量。因此要獲得較高的表面強度、印刷適性和紙頁的形穩性，必須采用表面施膠，并選擇較好的表面施膠劑，以提高紙張的質量。

目前，應用于表面施膠的化學助劑品種較多，大體可分為二大類：天然高分子和合成聚合物。天然高分子產品具有來源廣、價格低和易生物降解等優點，在表面施膠劑市場上一直占據重要比例。用于文化紙生產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異的性能，近年來得到迅速發展。當前表面施膠劑的選擇主要是根據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結合的AKD或疏水性酯類為施膠劑。實際生產中為保證紙張有足夠的強度及適當的施膠度，多采用改性淀粉與合成施膠劑相結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產品的文化紙生產公司，通過對不同表面施膠劑的應用取得了較好的效果，提高了產品質量，降低了生產成本。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品中的應用情況。

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%質量分數，攪拌均勻后經60目過濾網過濾使用，膠液黏度不大于15 mPa·s，保持使用溫度在60～70℃。

1.3 表面施膠液的質量指標

表1為不同類型表面施膠液的質量指標。

表1 不同類型表面施膠液的質量指標

2 表面施膠劑在膠版紙中的應用情況

2.1 生產工藝參數

生產工藝參數如下。產品：定量為70 g/m2的膠版印刷紙。紙機：2 640 mm長網多缸紙機。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 膠版紙產品質量指標

表2顯示了使用不同表面施膠液的膠版紙產品質量物理檢測指標。

表2 膠版紙產品質量物理檢測指標

3 表面施膠劑在輕型紙中的應用情況

3.1 生產工藝參數

生產工藝參數如下。產品：定量為70 g/m2輕型印刷紙。紙機：1 760 mm長網多缸紙機。車速：250 m/min。原料配比：w[漂白化學熱磨機械漿（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 輕型紙產品質量指標

表3顯示了使用不同表面施膠液的輕型紙產品質量物理檢測指標。

表3 輕型紙產品質量物理檢測指標

4 不同類型表面施膠劑對不同文化紙種物理指標的影響分析

4.1 不同類型表面施膠劑對膠版紙物理指標的影響

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，并且使用不當容易出現膠液結皮現象，而其他類增強劑可以滿足生產需求，且使用方便；綜合成本及使用效果，膠版紙生產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出比較優異的性能。

4.2 不同類型表面施膠劑對輕型紙物理指標的影響

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，抗張強度分別提高14.91%、10.84%和12.47%，表面強度均提高17.39%；從其他指標看，殼聚糖類表面施膠劑表現出更為突出的優點，除耐折度略低于PVA外，成紙平滑度、伸縮尺寸穩定性及成紙的挺度都好于其他類增強劑。使用過程中發現，采用改性殼聚糖類表面施膠劑最大的優點是不粘缸，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常出現粘缸、缸面泛白現象，影響正常生產。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 結語

生產中無論采用哪種類型的表面施膠劑，都要根據紙張的質量要求和紙機的生產條件去合理選擇。表面施膠劑的效果應是多方面的，就目前大多數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，造成了生產上比較被動。因此，既具優異黏結性能，又具優異抗水性能的表面施膠劑才是生產中的最佳選擇。而生產過程中如何讓施膠劑的效果充分發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秀的表面施膠劑在造紙行業中得到應用。

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-），鼎泰公司技術員；主要從事文化紙、特種紙新產品生產開發，新工藝新技術應用；E-mail：htlyslhx2002@126.com。

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