有機(jī)改性填料在文化紙表面施膠中的應(yīng)用

馮桂平 田中粟

（中冶紙業(yè)銀河有限公司，山東 臨清，252600）

有機(jī)改性填料在文化紙表面施膠中的應(yīng)用

馮桂平 田中粟

（中冶紙業(yè)銀河有限公司，山東 臨清，252600）

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

文化紙 玉米淀粉 有機(jī)改性填料 表面施膠

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

1 有機(jī)改性填料成分分析

在試驗(yàn)室通過(guò)觀察、高溫灼燒及滴定等方法對(duì)其成分進(jìn)行分析：有機(jī)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(jié)晶；取一定量的有機(jī)改性填料于900℃灼燒3h，其燒失量?jī)H1%左右，由此判斷，該有機(jī)改性填料主要成分為無(wú)機(jī)物。取一定量有機(jī)改性填料溶解完全，加入過(guò)量的BaCl2后出現(xiàn)白色沉淀，對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、烘干并稱(chēng)其質(zhì)量而推斷出該無(wú)機(jī)物為NaSO4，且NaSO4含量占有機(jī)改性填料比例92%左右。[1]

2 試驗(yàn)

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(jī)改性填料D188，鄭州和達(dá)公司提供；

α-淀粉酶，諾維信Aquazym 240L。

2.2 試驗(yàn)設(shè)備及儀器

磁力加熱攪拌器、電熱恒溫水浴鍋、NDJ-5S旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)。

2.3 試驗(yàn)方法

稱(chēng)取計(jì)算好的淀粉、淀粉酶及有機(jī)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(kāi)動(dòng)攪拌，邊攪拌邊加水；將攪拌均勻的懸濁液移到水浴鍋中進(jìn)行加熱，升溫至70℃時(shí)保溫20min，保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫至95℃，保溫30min，糊化完畢。

2.4 檢測(cè)方法

使用NDJ-5S旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)檢測(cè)淀粉膠液黏度，檢測(cè)溫度為65℃。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

有機(jī)改性填料替代比例及α-淀粉酶用量對(duì)膠液黏度的影響，見(jiàn)表1。由表1可知，隨著有機(jī)改性填料替代比例的增大，膠液黏度呈上升趨勢(shì)，且膠液出現(xiàn)分層現(xiàn)象。在替代比例一定的情況下，淀粉酶用量增加會(huì)使得膠液黏度降低。綜合來(lái)看，適宜的有機(jī)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(jī)改性填料替代比例及α-淀粉酶用量對(duì)膠液黏度的影響

4 有機(jī)改性填料中試

4.1 表面膠制備過(guò)程

向淀粉反應(yīng)罐中加入一定量的玉米淀粉和有機(jī)改性填料，開(kāi)動(dòng)攪拌，加入一定量的淀粉酶，攪拌均勻，通汽升溫至68～72℃時(shí)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(shí)加入表面增強(qiáng)劑SIZE800（試驗(yàn)前后SIZE800噸紙用量不變），攪拌均勻后送紙機(jī)使用。

4.2 有機(jī)改性填料使用前后膠液指標(biāo)對(duì)比

在膠液濃度穩(wěn)定的情況下，為保證膠液黏度與試驗(yàn)前一致，隨著有機(jī)改性填料替代比例的增加，淀粉酶對(duì)噸紙用量有所增加。有機(jī)改性填料使用前后膠液指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 膠液指標(biāo)對(duì)比

4.3 有機(jī)改性填料對(duì)成紙指標(biāo)的影響

（1）有機(jī)改性填料對(duì)成紙灰分的影響。采用有機(jī)改性填料部分替代玉米淀粉進(jìn)行表面施膠時(shí)，應(yīng)保證成紙實(shí)際灰分（爐燒灰分-由有機(jī)改性填料引起的假灰分）在工藝指標(biāo)范圍內(nèi)，即保證碳酸鈣加填量與未替代時(shí)一致。此處特別強(qiáng)調(diào)爐燒灰分是因?yàn)椴捎糜袡C(jī)改性填料后直燒灰分和爐燒灰分無(wú)相關(guān)性。

成紙實(shí)際灰分含量計(jì)算公式：以定量68g/m2為例，測(cè)得成紙掛膠量為4．6 g/m2，當(dāng)有機(jī)改性填料替代比例為10%時(shí)，則有機(jī)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(yīng)該在原有爐燒灰分的基礎(chǔ)上增加0．67個(gè)百分點(diǎn)。

（2）有機(jī)改性填料使用前后成紙指標(biāo)對(duì)比。有機(jī)改性填料使用期間，成紙灰分工藝指標(biāo)為16．5±1%，未采用有機(jī)改性填料期間，成紙灰分工藝指標(biāo)為16±1%，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)通過(guò)控制碳酸鈣流量穩(wěn)定一致來(lái)實(shí)現(xiàn)。由表3可知，有機(jī)改性填料使用前后成紙灰分均控制在指標(biāo)范圍內(nèi)。同時(shí)，由表2還可以看出，試驗(yàn)前后成紙各主要物理指標(biāo)相當(dāng)。

4.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

試驗(yàn)前噸紙淀粉用量按95kg計(jì)，默認(rèn)試驗(yàn)前后噸紙掛膠量相同，則當(dāng)有機(jī)改性填料替代比例為15%時(shí)，噸紙施膠成本節(jié)省17．1元，見(jiàn)表4。

5 有機(jī)改性填料使用注意事項(xiàng)

（1） 由于有機(jī)改性填料在空氣中易吸潮結(jié)塊，因此不宜存放在潮濕的地方。

（2） 使用有機(jī)改性填料期間，替代比例較高時(shí)，成紙有發(fā)脆的傾向，正常使用時(shí)替代比例應(yīng)控制在15%以?xún)?nèi)[2]。

表3 成紙指標(biāo)對(duì)比

表4 經(jīng)濟(jì)效益分析表

（3）為達(dá)到使用有機(jī)改性填料節(jié)約成本的目的，須嚴(yán)格控制成紙的實(shí)際灰分。由于有機(jī)改性填料所占假灰分與替代比例及成紙定量有關(guān)，因此，后續(xù)使用時(shí)應(yīng)根據(jù)替代比例及成紙定量調(diào)整成紙灰分指標(biāo)。

（4）有機(jī)改性填料采用與玉米淀粉一同加入，因此，有機(jī)改性填料pH不能過(guò)高（建議＜8），否則會(huì)導(dǎo)致淀粉酶失去活性。

6 結(jié)束語(yǔ)

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

（2）當(dāng)有機(jī)改性填料替代比例為15%時(shí)，噸紙施膠成本節(jié)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(yīng)用[J]．中華紙業(yè)，2012,33（4）：76-77．

[2] 曾金枝，王長(zhǎng)建，田中粟．改性填料在瓦楞原紙表面施膠中的應(yīng)用[J]．中華紙業(yè)，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