有機改性填料在文化紙表面施膠中的應用

馮桂平 田中粟

（中冶紙業銀河有限公司，山東 臨清，252600）

有機改性填料在文化紙表面施膠中的應用

馮桂平 田中粟

（中冶紙業銀河有限公司，山東 臨清，252600）

介紹了一種采用甲殼素進行有機改性的填料部分替代玉米淀粉在文化紙表面施膠中的應用情況。實踐表明：采用有機改性填料部分替代玉米淀粉后，膠液穩定性良好，膠液黏度稍有增加；在保證成紙實際灰分與試驗前一致的情況下，成紙各主要物理指標與試驗前相當。在有機改性填料替代比例為15%時，噸紙施膠成本節省17．1元。

文化紙 玉米淀粉 有機改性填料 表面施膠

目前，市場上出現一種用于替代造紙表面施膠淀粉的有機改性填料，主要成分為NaSO4，并采用甲殼素等有機助劑進行改性，使其能部分替代玉米淀粉而用于表面施膠【1-2】?，F主要介紹有機改性填料在我公司文化紙表面施膠中的應用情況。

1 有機改性填料成分分析

在試驗室通過觀察、高溫灼燒及滴定等方法對其成分進行分析：有機改性填料為白色粉末狀晶體，在空氣中易吸潮，遇熱水迅速溶解，遇冷水易結晶；取一定量的有機改性填料于900℃灼燒3h，其燒失量僅1%左右，由此判斷，該有機改性填料主要成分為無機物。取一定量有機改性填料溶解完全，加入過量的BaCl2后出現白色沉淀，對其進行過濾、洗滌、烘干并稱其質量而推斷出該無機物為NaSO4，且NaSO4含量占有機改性填料比例92%左右。[1]

2 試驗

2.1 原料及藥品

（1）原料：玉米淀粉，臨清德能公司；水分12%。

（2）藥品：有機改性填料D188，鄭州和達公司提供；

α-淀粉酶，諾維信Aquazym 240L。

2.2 試驗設備及儀器

磁力加熱攪拌器、電熱恒溫水浴鍋、NDJ-5S旋轉黏度計。

2.3 試驗方法

稱取計算好的淀粉、淀粉酶及有機改性填料，置于1 000 mL的燒杯中，將燒杯放在CJJ78-1磁力加熱攪拌器上，開動攪拌，邊攪拌邊加水；將攪拌均勻的懸濁液移到水浴鍋中進行加熱，升溫至70℃時保溫20min，保溫結束后繼續升溫至95℃，保溫30min，糊化完畢。

2.4 檢測方法

使用NDJ-5S旋轉黏度計檢測淀粉膠液黏度，檢測溫度為65℃。

3 試驗結果與分析

有機改性填料替代比例及α-淀粉酶用量對膠液黏度的影響，見表1。由表1可知，隨著有機改性填料替代比例的增大，膠液黏度呈上升趨勢，且膠液出現分層現象。在替代比例一定的情況下，淀粉酶用量增加會使得膠液黏度降低。綜合來看，適宜的有機改性填料替代比例為10%～15%，淀粉酶用量為（275～300）×10-6。

表1 有機改性填料替代比例及α-淀粉酶用量對膠液黏度的影響

4 有機改性填料中試

4.1 表面膠制備過程

向淀粉反應罐中加入一定量的玉米淀粉和有機改性填料，開動攪拌，加入一定量的淀粉酶，攪拌均勻，通汽升溫至68～72℃時保溫20min，二次升溫至95～98℃保溫10min，加水稀釋至刻度，待膠液溫度降到70℃時加入表面增強劑SIZE800（試驗前后SIZE800噸紙用量不變），攪拌均勻后送紙機使用。

4.2 有機改性填料使用前后膠液指標對比

在膠液濃度穩定的情況下，為保證膠液黏度與試驗前一致，隨著有機改性填料替代比例的增加，淀粉酶對噸紙用量有所增加。有機改性填料使用前后膠液指標見表2。

表2 膠液指標對比

4.3 有機改性填料對成紙指標的影響

（1）有機改性填料對成紙灰分的影響。采用有機改性填料部分替代玉米淀粉進行表面施膠時，應保證成紙實際灰分（爐燒灰分-由有機改性填料引起的假灰分）在工藝指標范圍內，即保證碳酸鈣加填量與未替代時一致。此處特別強調爐燒灰分是因為采用有機改性填料后直燒灰分和爐燒灰分無相關性。

成紙實際灰分含量計算公式：以定量68g/m2為例，測得成紙掛膠量為4．6 g/m2，當有機改性填料替代比例為10%時，則有機改性填料所占假灰分含量為：4．6×10%÷68×100%=0．67%，即成紙的爐燒灰分應該在原有爐燒灰分的基礎上增加0．67個百分點。

（2）有機改性填料使用前后成紙指標對比。有機改性填料使用期間，成紙灰分工藝指標為16．5±1%，未采用有機改性填料期間，成紙灰分工藝指標為16±1%，實際生產時通過控制碳酸鈣流量穩定一致來實現。由表3可知，有機改性填料使用前后成紙灰分均控制在指標范圍內。同時，由表2還可以看出，試驗前后成紙各主要物理指標相當。

4.4 經濟效益分析

試驗前噸紙淀粉用量按95kg計，默認試驗前后噸紙掛膠量相同，則當有機改性填料替代比例為15%時，噸紙施膠成本節省17．1元，見表4。

5 有機改性填料使用注意事項

（1） 由于有機改性填料在空氣中易吸潮結塊，因此不宜存放在潮濕的地方。

（2） 使用有機改性填料期間，替代比例較高時，成紙有發脆的傾向，正常使用時替代比例應控制在15%以內[2]。

表3 成紙指標對比

表4 經濟效益分析表

（3）為達到使用有機改性填料節約成本的目的，須嚴格控制成紙的實際灰分。由于有機改性填料所占假灰分與替代比例及成紙定量有關，因此，后續使用時應根據替代比例及成紙定量調整成紙灰分指標。

（4）有機改性填料采用與玉米淀粉一同加入，因此，有機改性填料pH不能過高（建議＜8），否則會導致淀粉酶失去活性。

6 結束語

（1）采用有機改性填料部分替代玉米淀粉后，膠液穩定性良好，膠液黏度稍有增加；在保證成紙實際灰分與試驗前一致的情況下，成紙各主要物理指標與試驗前相當。

（2）當有機改性填料替代比例為15%時，噸紙施膠成本節省17．1元。

[1] 馮桂平，田中粟，李翠．α-淀粉酶在輕型紙表面施膠中的應用[J]．中華紙業，2012,33（4）：76-77．

[2] 曾金枝，王長建，田中粟．改性填料在瓦楞原紙表面施膠中的應用[J]．中華紙業，2012,33（6）：22-24．

The Application of Organical Modified Filler in Surface Sizing of Culture Paper

FENG Guiping TIAN Zhongsu

（MCC Paper Yinhe Co．, Ltd．, Linqing 252600, Shandong, China）

This article introduces a kind of chitin modified organical filler that partially substitutes for corn starch in surface sizing of culture paper． Practice shows that: using organical modified filler partially substitute for corn starch, glue has good stability, glue’s viscosity increases slightly, in the case of ensuring paper ash, each main physical indicators are well-matched before and after experiment． When the organical modified filler’s substitution ratio reach to 15%, the cost of surface sizing is saved 17．1 Yuan per ton paper．

organical modified filler ; surface sizing