表面施胶剂在文化纸上的应用

刘永顺

（山东华泰集团有限公司，山东 广饶 257335）

表面施胶剂在文化纸上的应用

刘永顺

（山东华泰集团有限公司，山东 广饶 257335）

近年来，造纸行业随着向中性造纸的转型，廉价的碳酸钙系列填料在中性造纸中得到广泛使用，其加入量达到浆料总质量的30%～40%，甚至更高。由于加填量的提高，随之带来的问题也越来越突出：成纸施胶效果差；抗张强度和表面强度低，甚至造成生产不正常。这些问题严重损害了生产企业及印刷单位的经济利益。如何弥补加填所造成的缺陷，成为众多企业造纸工作者所关注的问题。此时，表面施胶显得越来越重要，并受到造纸行业的高度重视。

表面施胶是改善纸张印刷性能的重要手段。表面施胶可以改善纸张的抗水性，提高纸张的物理强度指标，有效改善印刷过程中的掉毛掉粉现象，提高印刷效率和印刷质量。因此要获得较高的表面强度、印刷适性和纸页的形稳性，必须采用表面施胶，并选择较好的表面施胶剂，以提高纸张的质量。

目前，应用于表面施胶的化学助剂品种较多，大体可分为二大类：天然高分子和合成聚合物。天然高分子产品具有来源广、价格低和易生物降解等优点，在表面施胶剂市场上一直占据重要比例。用于文化纸生产的天然高分子施胶剂主要有淀粉、瓜尔胶、纤维素及半纤维素、虫胶、明胶、甲壳素和海藻酸等，其中淀粉类表面施胶剂占首要地位。而合成聚合物类表面施胶剂由于可赋予纸张更优异的性能，近年来得到迅速发展。当前表面施胶剂的选择主要是根据表面施胶的目的不同而进行选择。一般增强时主要采用改性淀粉作原料，憎水时主要采用与纤维化学结合的AKD或疏水性酯类为施胶剂。实际生产中为保证纸张有足够的强度及适当的施胶度，多采用改性淀粉与合成施胶剂相结合的方式进行表面施胶。

本公司主要是以双胶纸和轻型纸为主导产品的文化纸生产公司，通过对不同表面施胶剂的应用取得了较好的效果，提高了产品质量，降低了生产成本。本文以不同类型表面施胶剂与氧化淀粉共用探讨了施胶液在文化纸产品中的应用情况。

1 表面施胶剂胶液的制备

1.1 表面施胶液的组成

表面施胶剂与氧化淀粉共用时的几种类型表面施胶液的组成分别如下：（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表面施胶剂）=90%∶10%；（5）w（氧化淀粉）∶w（改性壳聚糖表面施胶剂）=90%∶10%。

1.2 表面施胶液的熬制方法

将一定量的液体氧化淀粉用泵打入不锈钢熬制罐，启动搅拌器，补加清水到罐体的1/2，搅拌均匀，缓慢通气加热至95～100℃，保温20 min，然后加清水至水位线，降温至60～70℃，然后加入表面施胶剂（其中PVA需熬制时加入），制备胶液的浓度为5%～7%质量分数，搅拌均匀后经60目过滤网过滤使用，胶液黏度不大于15 mPa·s，保持使用温度在60～70℃。

1.3 表面施胶液的质量指标

表1为不同类型表面施胶液的质量指标。

表1 不同类型表面施胶液的质量指标

2 表面施胶剂在胶版纸中的应用情况

2.1 生产工艺参数

生产工艺参数如下。产品：定量为70 g/m2的胶版印刷纸。纸机：2 640 mm长网多缸纸机。车速：500 m/min。原料配比：w（漂白阔叶木浆）∶w（针叶木浆）=70%∶30%。打浆度：漂白阔叶木浆和针叶木浆的混合浆为30～40°SR。

2.2 胶版纸产品质量指标

表2显示了使用不同表面施胶液的胶版纸产品质量物理检测指标。

表2 胶版纸产品质量物理检测指标

3 表面施胶剂在轻型纸中的应用情况

3.1 生产工艺参数

生产工艺参数如下。产品：定量为70 g/m2轻型印刷纸。纸机：1 760 mm长网多缸纸机。车速：250 m/min。原料配比：w[漂白化学热磨机械浆（BCTMP）]∶w（针叶木浆）=70%∶30%。打浆度：BCTMP和针叶木浆的混合浆为40～50°SR。

3.2 轻型纸产品质量指标

表3显示了使用不同表面施胶液的轻型纸产品质量物理检测指标。

表3 轻型纸产品质量物理检测指标

4 不同类型表面施胶剂对不同文化纸种物理指标的影响分析

4.1 不同类型表面施胶剂对胶版纸物理指标的影响

从表2可以看出，加入表面施胶剂的纸张无论从强度、表吸或其他方面都明显优于单独使用氧化淀粉的施胶液。从吸收性方面，淀粉与改性AKD表面施胶剂共用可以明显提高施胶效果，提高幅度为单独用淀粉时的26.87%，其次是苯丙乳液类，提高16.42%，采用PVA表面施胶剂对提高施胶效果较少，仅提高2.99%；从强度方面考虑，无论是抗张强度还是表面强度，PVA是最佳选择，抗张强度较单独用淀粉增加21.27%，表面强度增加41.67%，其次是苯丙类和壳聚糖类，抗张强度分别增长17.94%和14.13%，表面强度均增长33.33%，AKD类对强度提高相对稍差一些。考虑到PVA相对其他表面施胶剂来说价格较高，并且使用不当容易出现胶液结皮现象，而其他类增强剂可以满足生产需求，且使用方便；综合成本及使用效果，胶版纸生产中选用苯丙类表面施胶剂是比较合适的，无论是强度还是施胶效果都表现出比较优异的性能。

4.2 不同类型表面施胶剂对轻型纸物理指标的影响

从表3可以看出，与胶版纸相同，加入表面施胶剂的纸张无论从强度、表吸或其他方面都明显优于单独使用氧化淀粉的施胶液。从施胶效果上看，有突出表现的依旧是改性AKD类表面施胶剂，比单纯氧化淀粉可以提高施胶效果30.12%；从提高强度方面来说，PVA、苯丙类和壳聚糖类都有较突出的表现，抗张强度分别提高14.91%、10.84%和12.47%，表面强度均提高17.39%；从其他指标看，壳聚糖类表面施胶剂表现出更为突出的优点，除耐折度略低于PVA外，成纸平滑度、伸缩尺寸稳定性及成纸的挺度都好于其他类增强剂。使用过程中发现，采用改性壳聚糖类表面施胶剂最大的优点是不粘缸，能够使缸面保持清洁，可以最大限度地提高表面施胶量，而使用其他类型表面施胶剂经常出现粘缸、缸面泛白现象，影响正常生产。因此，轻型纸采用改性壳聚糖类表面施胶剂是理想的选择。

5 结语

生产中无论采用哪种类型的表面施胶剂，都要根据纸张的质量要求和纸机的生产条件去合理选择。表面施胶剂的效果应是多方面的，就目前大多数人的思路是抗水不好选施胶型的，强度不好选增强型的，顾此失彼，造成了生产上比较被动。因此，既具优异黏结性能，又具优异抗水性能的表面施胶剂才是生产中的最佳选择。而生产过程中如何让施胶剂的效果充分发挥出来才是更重要的，这需要每位造纸工作者对表面施胶的整个过程有更深入的了解和研究，同时期望有更多更优秀的表面施胶剂在造纸行业中得到应用。

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）

刘永顺先生（1976-），鼎泰公司技术员；主要从事文化纸、特种纸新产品生产开发，新工艺新技术应用；E-mail：htlyslhx2002@126.com。

本文文献格式：刘永顺．表面施胶剂在文化纸上的应用[J]．造纸化学品，2012，24（3）∶22-24．