紙張施膠方法和施膠劑的作用
紙張纖維由於含有大量的羥基,與水能形成氫鍵,所以有很強的親水傾向。當紙頁被水浸泡飽和後便會失去其大部分強度,這點對衛生紙、瓦楞芯紙很合適,但對大多數紙則是不需要的,如辦公用紙、食物盒、化妝品盒、食品雜貨袋紙等。造紙過程中的施膠則是為了提高紙頁對水和液體的抗滲透力,防止水質液體的擴散和滲透的一種方法。
對紙張施膠有兩種方法,一種是在紙頁成形前(打漿或配料時)將施膠劑添加於紙漿內,稱為漿內施膠,另一種是在紙頁成形後塗飾於紙或紙板表面稱為表面放膠。除吸墨紙、濾紙、蠟紙、捲菸紙、生活用紙等紙種外,幾乎所有紙張均需施膠。對紙張施膠可提高紙張抗水、抗油、抗印刷油墨等性能,同時可提高紙張的光滑性、憎水性、印刷適應性。
漿內施膠劑
是用於漿內施膠的施膠劑,可對紙漿、紙張、紙板進行處理,在紙頁成形過程中達到與紙幅的結合,取得抗流體滲透的性能而添加的化學品。要求這類化學品分子結構中具有親水集團和疏水基團,有低的表面張力,使液滴與纖維面有較大的接觸角,從而增加紙張抗拒液體濕潤和滲透的能力。形成的沉澱物應充分分撒,均勻分布,有較大的覆蓋面積。膠料的粒子應牢固地附著在纖維的表面,以獲得穩定的比表面自由能,賦予紙張疏水性和抗流體滲透性。漿內施膠劑主要有松香施膠劑、石蠟施膠劑、合成施膠劑和聚合物施膠劑等。
松香施膠劑
是漿內施膠劑的一種,有酸性和中性施膠劑之分。
(1)酸性松香施膠劑;常用的酸性松香施膠劑白色松香膠、高游離松香膠和強化松香膠,它們需要用明礬做沉澱劑,施膠的pH值前兩種為4.0~5.5,強化松香膠為4.0~4.5,這些施膠劑對紙張白度、白度穩定性、強度和耐久性不利,不能用碳酸鈣填料,對設備有一定的腐蝕性。主要品種有:
白色松香膠:是一種含20~30%游離松香的白色膠料,由松香經不完全皂化後,再經乳化製成,一般用量為1.5~2.0%,用羧甲基纖維素等作穩定劑、增效劑、助留劑。均可提高施膠效果;
高游離松香膠:含70~90%游離松香的分散松香膠。用乾酪素或大豆蛋白做穩定劑,施膠效果不受溫度和水質影響,用量為0.2~0.4%,適用於乾燥溫度較高的場合;
強化松香膠:含游離松香20~25%,由馬來松香或富馬松香(分別由松香和馬來酸和富馬酸經Diels-Alder 反應製得)與天然松香一起經鹼皂化後,加入少量石蠟製成。統稱為馬來強化松香膠和富馬強化松香膠。由於其粒子小於白色松香膠,也可以與白色松香膠共用,可以改善施膠效果,具有軟化點高、酸價高、皂化值高、抗氧化穩定性強,作為造紙施膠劑,用量低、施膠效果好;
褐色松香膠:是完全皂化的松香膠,施膠效果差,已接近淘汰。
(2)中性松香施膠劑的品種有:
陰離子分散松香膠(DR),是一種帶陰電荷、乳白色有瑩光的乳液,用聚合氧化鋁(PAC)做其沉澱劑可以改善施膠效果。
陽離子分散松香膠是自留型施膠劑,含游離松香近100%,適宜的施膠pH範圍為6~8,膠用量低於DR,具有中性施膠劑的所有優點,是最有前途的的松香施膠劑。
鋁合妥爾油松香膠:是強化妥爾油松香和鋁化合物在水中的分散液,含松香約22%,施膠時可不用礬土,適用p H範圍4~8.5,不可與DR共用,對剪下力敏感。