CN1109535A - 一种造纸用助剂及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种原料易得，成本低、生产工艺简
单，无毒无污染、稳定性好，实用性强的多功能造纸助
剂，它作为非木纤维造纸增强剂，能用非木次浆造出
好纸和高档纸。助剂的配比为(按重量比)魔芋精粉
∶液体烧碱∶氯乙酸∶水∶酸类催化剂是100∶20
—110∶10—50∶70—250∶0.1—1，反应温度30—
80±2℃，反应时间15—36小时，产物是砂糖状固含
量为35—55％的助剂。
Description
本发明涉及一种应用在工业造纸工艺上的多功能增强助剂及其生产方法。
目前、以至今后相当长的时期内，由于造纸的主要原料-木材，仍将处于供应紧缺的局面，木浆甚至要依靠进口，因而纸张生产量更显得供不应求，解决的办法之一是发展多种块生纤维纸源，如竹、草、芦苇、麦稻，来摆脱造纸用木浆紧缺的局面。但这些非木纤维成纸强度差，所以需寻找适当的造纸增强剂以便从非木浆、次浆中造出好纸和高档纸。
造纸行业中已有不少种类的造纸助剂，它们大体可分为天然高分子和合成高分子，前者主要有淀粉、纤维素类和半纤维素类;后者又分为阴离子和阳离子聚丙烯酰胺，聚酰胺和聚乙烯醇等。淀粉类造纸助剂使用较早，品种多，有以植物种子（玉米、小麦）和根（马铃薯）为原料的各种阳离子、阴离子和中性淀粉衍生物，使用淀粉类造纸助剂时，要耗费大量粮食，成本较高，要达到一定的增强效果，添加量较大，有些品种还须预先糊化处理，使用不方便，此外，对纸种选择性高，在使用中不容易掌握，稳定性低;化工合成物聚胺类助剂，原料供应紧张，价格昂贵，使用性能还严格受分子量的制约，且毒性污染大，一些纸种禁止使用。
如上所述，寻找资料丰富，价格便宜，加工容易，综合性能良好，增强效果明显的造纸增强剂，是一项艰巨而紧迫的任务。
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种原料易得，成本低、生产工艺简单，无毒无污染、稳定性好，实用性强的多功能造纸助剂，它作为非木纤维造纸增强剂，能用非木次浆造出好纸和高档纸。
本发明提出的多功能造纸助剂是采用天南星科多年生草本植物，俗名魔芋（英文名Elephant-foot Yam;Suran Konjak等，学名Amorphopnallus;Blume）的天然植物中提取的魔芋精粉与液体烧碱、氯乙酸、水、催化剂按一定比例，在一定时间和一定温度下搅拌反应而成的产品。
我国魔芋的应用局限在食品业的狭小圈子里，常出现积压浪费，应找寻各种工业应用途径。
研究发现，魔芋中存在高达50-60%的葡甘聚糖，木料中也含有这类甘露糖基，它们有共聚性。浆料中半纤维素的含量是影响成纸强度的重要因素。与普通纤维素相比，半纤维素的链长较短，含有甘露糖基，亲水性较强，易湿润变粘，它的羟基能和纤维束表面上的羟基形成氢键，增加纤维间的结合点，有利于相邻纤维之间脱水。木质纤维的细胞壁含有这种半纤维素。打浆时，它易吸水，并呈弹性，加速纤维水合，促进帚化，加速打浆完成，节约能耗减少长纤维被过多地击断，有利于保持原浆成纸的强度。它是木浆成纸强度的重要因素之一。由于魔芋中这种半纤维素能用来作造纸增强剂，因而就可能用大量的草、竹、蔗渣、损纸等次浆代替或部份代替木浆，从而缓解木浆供应紧缺的现状。
该助剂的配比为（按重量比）魔芋精粉∶液体烧碱︰氯乙酸︰水︰酸类催化剂是100︰20-110︰10-50︰70-250︰0.1-1，反应温度30-80±2℃，反应时间15-36小时;产物是砂糖状固含量为35-55%的助剂。
魔芋精粉中的葡甘聚糖含量为20-50%，粒度为40-150目。
实施例1 魔芋精粉︰液体烧碱︰水︰催化剂为100︰20︰10︰70︰0.1，反应温度30±2℃，反应时间15小时;
实施例2 魔芋精粉︰液体烧碱︰水︰催化剂为100︰110︰50︰250︰1，反应温度80±2℃，反应时间36小时;
实施例3 魔芋精粉︰液体烧碱︰水︰催化剂为100︰70︰30︰150︰0.5，反应温度60±2℃，反应时间30小时;
实施例4 魔芋精粉︰液体烧碱︰水︰催化剂为100︰50︰40︰200︰0.7，反应温度50±2℃，反应时间25小时;
实施例5 魔芋精粉︰液体烧碱︰水︰催化剂为100︰35︰20︰100︰0.4，反应温度40±2℃，反应时间20小时;
最佳实施例 魔芋精粉︰液体烧碱︰水︰催化剂为100︰60︰26.6︰135︰0.27，反应温度35±2℃，反应时间28小时;
图1是本发明的工艺流程图。
第一步将40份30%液体烧碱，85份水加入配料槽内制成1号溶液;第二步将20份液体烧碱26.6份96%氯乙酸，50份水加入配料槽内不断搅拌，温度不高于50℃，使PH值为5.8-6.5，然后加入催化剂搅均即制成2号溶液，催化剂的配制：用10克氯乙酸加入50克软水搅均即可;第三步将100份魔芋精粉125份和1号溶液放入混合器内搅拌30分钟，室内存放4小时，常温下反应;第四步将第三步反应后的半成品加入2号溶液中放入混合器内搅拌1.5-3小时，加盖放置，在35±2℃下反应28小时，即可制成砂糖状、固含量为35-55%的产品。
纸厂实施工艺：在配料池加入助剂-循环-松香胶-循环-硫酸铝-循环-其它填料。
本发明的助剂使用量一般为绝干浆用量1-1.5%。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、本发明采用天然植物魔芋合成，资源丰富，成本低，具有高取代度。
2、本发明采用合成法反应制得，它不仅可以提高反应温度，而且还可以提高反应速度，生产工艺过程十分简单。
3、本发明的助剂主要原料是魔芋精粉所含葡甘露糖改性后生成半纤维素，半纤维素物质所含醚键能和纤维束表面上的羟基形成氢键，增加纤维间的结合点，从而有效地提高了成纸的物理性能，包括耐破度、耐折度、裂断长、伸长率、拉伸积和环压指数等;填料留着率和细小纤维留着率亦大为提高;白水浓度与使用淀粉助剂相比可降低一倍。本产品除增强纸张强度外，还具有多种工艺性能，如助留、助滤、助施胶、改善纸张均匀度、平滑度等。试验应用表明，本助剂能提高抄造率，促进打浆，缩短抄造时间，不改变各纸厂工艺，不需增加设备，不受纸厂工艺影响，加入地点对纸张强度不影响。
4、本发明的助剂是一种直接用冷水溶解的改性半纤维素产品，使用方便，容易掌握。用于造纸工艺作为造纸增强剂，对提高纸张的各项物理指标有显著作用，提高纸张等级，尤其是在非木纤维中抄造中、高档纸种效果更佳;可有效降低白水浓度，减少污染。
5、本发明为天然植物魔芋在工业上应用开通了一条出路，另一方面又扩大了非木纤维造纸的庞大原料来源，竹草代木，粗粮细作，节约木材，起到毕其功于一役的双重效果，具有显著的社会效益和经济效益。
本发明的稳定性及实用性能由以下列表所提供的数据加以说明：
表1为存放后随时间变化用粘度测定仪测定不同天数的助剂粘度及稳定性。
表2为本发明助剂在26克/m2B级卷烟纸与淀粉助剂各种物理指标率对比。
淀粉 助剂
定量 g/m225.7 26.5
白度 % 85.7 85
不透明度 % 78.1 77
水份 % 5 5
灰份 % 13.2 13.5
透气度 μm/Pa.S 4.4 4.4
伸长率 % 1.69 1.8
纵拉率 Kδ/m 1.03 1.18
燃烧度 mm 180 180
尘埃度 0.3-1.5mm252.5 50
白水浓度 g/l 3.98 3.74
表3为本发明的助剂在50克/m2胶印书刊纸中与淀粉对比
淀粉 助剂
定量 g/m246 52
白度 % 68 685
施胶度 % 0.25 026
紧度 g/cm3077 08
耐折度 次 22 35
灰份 % 18.13 20.96
不透明度 % 92 90
平滑度 正(s) 90 113.5
平滑度 反(s) 33 40.5
尘埃度 /m240 35
白水浓度 g/l 0.213 0.043
0.133 0.067
表4为本发明的助剂在360克 B级箱板纸中所起到的作用。
未加 助剂
定量 g/m2335 355
紧度 g/cm30.7 0.74
耐破指数 K pa.m3/g 2.1 2.7
耐折度 次 56 120
环压指数 N.m/g 8.0 8.42
吸水性 g/m230 27
Claims (5)
1、一种造纸用助剂及其生产方法，其特征在于以天然植物魔芋中提取的精粉为基料，添加液体烧碱、氯乙酸、水、催化剂按一定比例，在一定时间和一定温度下搅拌反应而成。
2、根据权利要求1所述的造纸用助剂，其特征在于助剂的配比为（按重量比）魔芋精粉∶液体烧碱︰氯乙酸︰水︰酸类催化剂是100︰20-110︰10-50︰70-250︰0.1-1，反应温度30-80±2℃，反应时间15-36小时;产物是砂糖状固含量为35-55%的助剂。
3、根据权利要求1所述的造纸用助剂，其特征在于最佳配比为魔芋精粉︰液体烧碱︰氯乙酸︰水︰催化剂为100︰60︰26.6︰135︰0.27，温度35±2℃，反应时间28小时;
4、根据权利要求1所述的造纸用助剂，其特征在于魔芋精粉中的葡甘聚糖含量为20-50%，粒度为40-150目。
5、根据权利要求1所述的造纸用助剂及其生产方法，其特征在于第一步将液体烧碱和水加入配料槽内制成1号溶液;第二步将液体烧碱、氯乙酸和水加入配料槽内使PH值为5.8-6.5制成2号溶液;第三步将魔芋精粉和1号溶液放入混合器内搅拌，常温下反应3-5小时;第四步将第三步反应后的半成品与2号溶液再放入混合器内搅拌2-4小时，在35±2℃下反应20小时，即可制成砂糖状、固含量为35-55%的产品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 94109402 CN1109535A (zh) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 一种造纸用助剂及其生产方法 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1109535A true CN1109535A (zh) | 1995-10-04 |
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ID=5033917
Family Applications (1)
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| CN 94109402 Pending CN1109535A (zh) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 一种造纸用助剂及其生产方法 |
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| CN (1) | CN1109535A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103015264A (zh) * | 2013-01-08 | 2013-04-03 | 北京林业大学 | 葡甘露聚糖制得的纸张增强剂及其生产和使用方法 |
| CN103936929A (zh) * | 2014-04-11 | 2014-07-23 | 湖北工业大学 | 用魔芋飞粉生产含有苯丙聚合物纸板环压增强剂的方法 |
| CN109162144A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-08 | 华南理工大学 | 一种纸与纸制品湿强增效剂的制备方法及应用 |
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1994
- 1994-08-25 CN CN 94109402 patent/CN1109535A/zh active Pending
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| CN103936929B (zh) * | 2014-04-11 | 2016-04-27 | 湖北工业大学 | 用魔芋飞粉生产含有苯丙聚合物纸板环压增强剂的方法 |
| CN109162144A (zh) * | 2018-08-15 | 2019-01-08 | 华南理工大学 | 一种纸与纸制品湿强增效剂的制备方法及应用 |
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