一種基于硅藻土的表面施膠劑組合物及其應用
【專利摘要】本發明涉及一種基于硅藻土的表面施膠劑組合物及其應用。所述組合物包含：淀粉；氯化鈣；絡合劑；白色系染料；硅藻土；和膨潤土。本發明還涉及一種制造印刷紙的方法，所述方法采用所述組合物對印刷紙進行表面施膠。本發明還涉及所述組合物在印刷紙制造中的應用。本發明所述的組合物采用硅藻土或者硅藻土與膨潤土的組合來有效地抑制采用氯化鈣?淀粉型施膠劑施膠制得的印刷紙的白度和亮度。
【專利說明】
一種基于硅藻土的表面施膠劑組合物及其應用
技術領域
[0001] 本發明涉及造紙領域。具體地說，本發明涉及造紙用施膠劑組合物及其在造紙中 的應用。
【背景技術】
[0002] 為改善印刷紙的印刷特性例如油墨密度和干燥時間，很多造紙廠家都在造紙施膠 劑中添加陽離子金屬。其中，氯化鈣常常用于改善印刷密度和干燥時間。但是，已經發現氯 化鈣會降低紙張的亮度和白度，例如氯化鈣會使芪基光學白色系染料淬滅，從而降低紙張 的亮度和白度。特別是氯化鈣會影響施膠劑的PH，從而導致施膠劑中的淀粉的使用，這是因 為過高的pH會使淀粉變黃，過低的pH會使淀粉析出。一旦氯化|丐影響了pH，就會影響到淀粉 在施膠劑中的淀粉的使用，最終影響到印刷紙的亮度和白度。
[0003] 因此，本領域非常需要能夠克服氯化鈣在造紙中使用時所存在的上述缺點。
【發明內容】
[0004] 在為解決與氯化鈣在造紙施膠劑使用有關的一個或者多個上述問題而進行的試 驗中，本發明人驚訝地發現在施膠劑中添加硅藻土能夠一定程度上解決氯化鈣所帶來的上 述問題，從而改善了印刷紙的光學特性如白度和亮度，同時還能夠如所希望的那樣維持添 加氯化鈣所帶來的有利的印刷性質。
[0005] 本發明在第一方面提供了一種基于硅藻土的表面施膠劑組合物，所述組合物包 含：
[0006] 淀粉；
[0007] 氯化鈣；
[0008] 絡合劑；
[0009] 白色系染料；
[0010] 硅藻土;和
[0011] 膨潤土。
[0012] 本發明在第二方面提供了一種制造印刷紙的方法，其中，所述方法采用本發明第 一方面所述的組合物對印刷紙進行表面施膠。
[0013] 本發明在第三方面提供了本發明第一方面所述的組合物在印刷紙制造中的應用。
【具體實施方式】
[0014] 本發明在第一方面提供了一種基于硅藻土的表面施膠劑組合物，所述組合物包含 或者由如下組分組成：
[0015] 淀粉；
[0016]氯化鈣；
[0017]絡合劑；
[0018] 白色系染料；
[0019] 硅藻土;和 [0020]膨潤土。
[0021]本發明對所述淀粉的類型沒有特別限制。所述淀粉可以是非改性淀粉也可以是改 性淀粉。但是優選的是改性淀粉;進一步優選的是，所述改性淀粉選自由氧化改性淀粉、陽 離子改性淀粉、乙基化改性淀粉、氫乙氧基化改性淀粉組成的組。另外優選的是，所述淀粉 為天然來源淀粉;更優選的是，所述天然來源淀粉選自由玉米淀粉、木薯淀粉和馬鈴薯淀粉 組成的組。最優選的是馬鈴薯淀粉。所述淀粉可以通過已知技術制備制得，也可以從通過商 購獲得，例如可以從甘肅超興淀粉制品有限公司或者黑龍江港進食品科技開發有限公司商 購獲得。
[0022]本發明對所述絡合劑沒有特別的限制，只要該絡合劑能夠對鈣離子具有親和力即 可。在一些有選的實施方式中，所述絡合劑為纖維素;更優選的是，所述絡合劑選自由羥甲 基纖維素、羥乙基纖維和羥丙基纖維素組成的組；最優選的是，所述絡合劑為羥丙基纖維 素。
[0023]本發明對所述白色系染料沒有特別的限定，例如所述白色系染料選自由呋喃型白 色系染料、香豆素型白色系染料、聯苯型白色系染料和吡唑型白色系染料組成的組。白色系 染料可以例如從東莞市科峰紡織助劑實業有限公司等來源商購獲得。
[0024]本發明在所述組合物中使用了硅藻土。硅藻土是一種生物成因的硅質沉積巖，是 海洋或湖泊中生長的硅藻類的殘骸在水底沉積，經自然環境作用而逐漸形成的一種非金屬 礦物。硅藻土主要分布在中國、美國、丹麥、法國、羅馬尼亞等國。是一種生物成因的硅質沉 積巖，它主要由古代硅藻的遺骸所組成。我國硅藻土儲量3.2億噸，遠景儲量達20多億噸，主 要集中在華東及東北地區，其中規模較大，儲量較多的有吉林(54.8 % )、浙江、云南、山東、 四川等省。
[0025]硅藻土具有如下優點。（1)PH值中性、無毒，懸浮性能好，吸附性能強，容重輕，混合 均勻性好；（2)硅藻土在水泥中作添加劑，可提高強度，使水泥中Si02變活性；（3)硅藻土具 有優良的延伸性，有較高的沖擊強度、拉伸強度、撕裂強度、質輕軟耐磨性好、抗壓強度好等 方面優質作用。
[0026]本發明人通過實驗發現，硅藻土能夠降低氯化鈣對施膠劑的pH的影響，抑制施膠 劑中的淀粉顏色變黃，從而提高印刷紙的白度和亮度，而且這些有利的作用通過添加適量 的膨潤土而得到加強。不希望受到任何理論的限制，本發明人推測硅藻土或者硅藻土與膨 潤土的組合能夠束縛某些離子，例如H+離子或者0H離子或者釋放某些反粒子，從而能夠起 到穩定pH的作用。另外，娃藻土或者娃藻土與膨潤土的組合可能和施膠劑的其他成分例如 氯化鈣、絡合劑、白色系染料或者淀粉相互作用，從而帶來上述有利的效果。
[0027]在本發明中，硅藻土和膨潤土的粒徑不宜過大，否則所帶來的上述有利效果可能 會減弱。所述娃藻土和膨潤土的粒徑最好不超過100微米，優選的是不超過50微米。在一些 優選的實施方式中，它們的粒徑優選為10至20微米;例如為10、11、12、13、14、15、16、17、18、 19或20微米。
[0028]本發明所述的白度以CIE白度表示，其測量方法是已知的，例如參見美國專利6， 893,473。本發明所述的亮度以ISO亮度表示，其測量方式是已知的，例如參見美國專利6， 893,473。這些專利文獻通過引用的方式完整并入本文。
[0029]在一些優選的實施方式中，本發明的所述組合物包含100重量份的淀粉;20至30重 量份的氯化鈣（例如為20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30重量份的氯化鈣）；2至4重量 份的絡合劑（例如2、3或4重量份的絡合劑）；20至30重量份的白色系染料（例如20、21、22、 23、24、25、26、27、28、29或30重量份的白色系染料）；5至15重量份的硅藻土(例如5、6、7、8、 9、10、11、12、13、14或15重量份的硅藻土;和1至3重量份的膨潤土 (例如1、2或3重量份的膨 潤土）。
[0030] 本發明在第二方面提供了一種制造印刷紙的方法，其中，所述方法采用本發明第 一方面所述的組合物對印刷紙進行表面施膠。
[0031] 在一個優選的實施方式中，施加到印刷紙上的所述施膠劑的量至少為0.25gsm，優 選0.25-1(^8111，更優選3.5-1(^8111，最優選4.0-1(^8111，包括其中的任意子范圍。
[0032]在一個實施方式中，所述施膠劑組合物作為用水制得含有10至50%。例如為10、 11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45 及 50 重量 ％ 的固形物的 漿料使用。
[0033] 本發明的在第三方面提供了本發明第一方面所述的組合物在印刷紙制造中的應 用。
[0034] 下文將通過實施例對本發明的進行進一步說明，但是這些實施例不應被解釋為對 本發明的保護范圍的限制。
[0035] 實施例
[0036] 按照表1所述的配方制備施膠劑組合物（淀粉為馬鈴薯淀粉，并且均為100重量 份），并且將施膠劑組合物用蒸餾水制備成固形物含量為20的漿料，然后使用從太倉永益機 械設備有限公司購得X99型施膠機以4.Ogsm的量雙面施膠于從南寧朗柏斯特紙業有限公司 商購獲得的克重為14g的印刷原紙。并測定施膠后印刷紙的CIE白度和ISO亮度，每個實驗重 復5次，并計算平均值。實施例中的白色系染料為5-呋喃基-1，3-二苯基吡唑啉，絡合劑為羥 丙基纖維素，硅藻土和膨潤土的粒徑均為不大于20微米。
[0037] 表1各種施膠劑組合物的配方及其性能
[0038]
[0039]從表1的結果可以看出，硅藻土尤其是硅藻土和膨潤土的組合抑制了氯化鈣對白 度和亮度的影響。
【主權項】
1. 一種制造印刷紙的方法，其中，所述方法采用如下組合物對印刷紙進行表面施膠： 所述組合物包含： 100重量份的淀粉； 20至30重量份的氯化鈣； 2至4重量份的絡合劑； 20至30重量份的白色系染料； 5至15重量份的娃藻土，所述娃藻土的粒徑為10微米至20微米； 1至3重量份的膨潤土，所述膨潤土的粒徑為10微米至20微米； 其中，施加到印刷紙上的所述組合物的量為4.0-10gsm。2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述淀粉為改性淀粉。3. 根據權利要求2所述的方法，其中所述改性淀粉選自由氧化改性淀粉、陽離子改性淀 粉、乙基化改性淀粉、氫乙氧基化改性淀粉組成的組。4. 根據權利要求1所述的方法，其中所述淀粉為天然來源淀粉。5. 根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述天然來源淀粉選自由玉米淀粉、木 薯淀粉和馬鈴薯淀粉組成的組。6. 根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中所述絡合劑為纖維素。7. 根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其中所述絡合劑選自由羥甲基纖維素、羥 乙基纖維和羥丙基纖維素組成的組。8. 根據權利要求6所述的方法，其中所述絡合劑為羥丙基纖維素。9. 根據權利要求1所述的方法，其中所述白色系染料選自由呋喃型白色系染料、香豆素 型白色系染料、聯苯型白色系染料和吡唑型白色系染料組成的組。
【文檔編號】D21H21/16GK105937192SQ201610447895
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年9月18日
【發明人】文起東, 崔俊峰, 文博, 鄒曉虎
【申請人】內蒙古東盛硅藻土科技創新產業園有限公司, 北京東泰富博新材料科技股份有限公司