淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝及淀粉表面施膠液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟：提供酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液；向所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液中加入質(zhì)量為所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉絕干量0.5%～1.5%的交聯(lián)促進(jìn)劑以及質(zhì)量為所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉絕干量1%～3%的交聯(lián)劑，以使所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液在交聯(lián)促進(jìn)劑、交聯(lián)劑的作用下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)得到淀粉表面施膠液。本發(fā)明還涉及淀粉表面施膠液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，依照上述淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝所制備的淀粉表面施膠液的粘度穩(wěn)定，同時(shí)還能夠提高紙張的透氣阻力及表面強(qiáng)度。
【專利說明】淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝及淀粉表面施膠液

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝及淀粉表面施膠液。

【背景技術(shù)】
[0002] 印刷業(yè)的發(fā)展對文化紙、包裝紙的表面性能提出了更高的要求，促使造紙工業(yè)不 斷探求新的表面施膠技術(shù)。
[0003] 淀粉作為最主要的表面施膠劑一般經(jīng)改性后使用，包括氧化淀粉、酶改性淀粉、酸 化淀粉、乙?；矸邸㈥栯x子淀粉，羥烷基淀粉、陽離子淀粉、磷酸酯淀粉、醋酸酯淀粉、接枝 共聚淀粉等。目前在文化紙領(lǐng)域應(yīng)用普遍的是酶轉(zhuǎn)化改性淀粉，其原理是通過酶轉(zhuǎn)化作用 將天然淀粉分子鏈進(jìn)行一定程度的切斷，以滿足紙機(jī)表面施膠流動性和施膠量要求。
[0004] 酶轉(zhuǎn)化改性淀粉表面施膠液可在原紙表面形成較好的膜覆蓋，改善紙張表面密 閉性(可以透氣阻力/透氣度來衡量)，同時(shí)提高紙張的表面強(qiáng)度和抗水能力。但文化紙?jiān)?40g?200g/m2克重范圍內(nèi)，采用淀粉膠液的表面施膠對紙張表面密閉性改善效果存在較 大的差異。在施膠量相當(dāng)情況下，單純酶轉(zhuǎn)化改性淀粉施膠對高克重(厚紙）表面密閉性改 善能力明顯優(yōu)于低克重紙張(薄紙)，即使提高低克重薄紙的施膠量，改善幅度也很有限。
[0005] 為解決此問題，工廠在對薄紙表面施膠時(shí)，一般會在淀粉膠液中添加一定比例的 合成表面施膠劑(如PVA等)，來提高表面施膠對薄紙幅的表面密閉性改善，但在淀粉膠液中 增加使用合成表面施膠劑，會造成表膠液粘度升高，用量稍大時(shí)將影響施膠操作(表面施膠 液的粘度需滿足機(jī)械設(shè)備施膠粘度范圍要求，粘度過高會引起施膠不均)，此外合成施膠劑 的添加造成表膠成本上升較多，因此對表面密閉性要求較高的低克重或者中高克重原紙表 面施膠時(shí)，施膠設(shè)備對淀粉膠液的粘度要求，以及成本控制方面的要求，限制了合成施膠劑 的使用量，造成對部分克重紙種的表面密閉性改善難以達(dá)到理想的控制范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，提供一種能夠解決上述問題的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝及淀粉表面施 膠液實(shí)為必要。
[0007] -種淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟：提供酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液；向所 述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液中加入質(zhì)量為所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉絕干量0. 5%?1. 5%的交聯(lián)促進(jìn)劑 以及質(zhì)量為所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉絕干量1%?3%的交聯(lián)劑，以使所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液在 交聯(lián)促進(jìn)劑、交聯(lián)劑的作用下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)得到淀粉表面施膠液。
[0008] 優(yōu)選的，所述原淀粉選自木薯淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉中的一種或 多種。
[0009] 優(yōu)選的，所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液采用如下步驟制備：將原淀粉加水配制成濃度為 20?30%的淀粉懸浮乳液；向所述淀粉懸浮乳液中加入α -淀粉酶以配制第一混合液，其 中，相對原淀粉絕干量，所述ct-淀粉酶的使用量為IOOppm?120ppm;使所述第一混合液 在55?85°C下反應(yīng)30min ;之后繼續(xù)升溫至105°C保持lOmin，以殺滅所述第一混合液中殘 留的α -淀粉酶的活性，最后將所述第一混合液體系的溫度調(diào)節(jié)至55?60°C保溫，得到所 述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液。
[0010] 優(yōu)選的，所述交聯(lián)促進(jìn)劑為硫酸鉀、硫酸鈉或者氯化鈉中的至少一種。
[0011] 優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑選自乙二醛、硼酸以及硼酸鹽中的一種或多種。
[0012] 優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑為硼砂。
[0013] 優(yōu)選的，在所述淀粉表面施膠液用于施膠前還進(jìn)一步包括對所述淀粉表面施膠液 進(jìn)行稀釋的步驟。
[0014] 優(yōu)選的，對所述淀粉表面施膠液進(jìn)行稀釋的步驟為：保持所述淀粉表面施膠液的 溫度在55?60°C，同時(shí)在攪拌的條件下向所述淀粉表面施膠液中加水以對所述淀粉表面 施膠液進(jìn)行稀釋。
[0015] 一種淀粉表面施膠液，其采用如上所述的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝制備而成。
[0016] 優(yōu)選的，所述淀粉表面施膠液的固含量在10%?14%的范圍時(shí)，其在60°C下的粘度 范圍為IOcps?16cps。
[0017] 本發(fā)明在酶轉(zhuǎn)化表膠淀粉制備工藝基礎(chǔ)上，創(chuàng)新應(yīng)用在線交聯(lián)技術(shù)，在交聯(lián)促進(jìn) 劑存在下，利用交聯(lián)劑與酶轉(zhuǎn)化改性淀粉發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)以形成網(wǎng)絡(luò)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，通過本發(fā) 明所提供的上述工藝制備出來的淀粉表面施膠液具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1)由于交聯(lián)劑及交聯(lián)促 進(jìn)劑的成本相對非常低，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的淀粉表面施膠液制備方法 所制備出來的淀粉表面施膠液的制備成本基本不增加；（2)交聯(lián)劑與酶轉(zhuǎn)化改性淀粉之間 的交聯(lián)反應(yīng)使得淀粉膠液由于酶轉(zhuǎn)化程度差異或額外添加其他合成表面施膠劑而造成的 淀粉膠液粘度波動得到了很好的穩(wěn)定，因此，與現(xiàn)有工藝所生產(chǎn)的淀粉表面施膠液相比，經(jīng) 由本發(fā)明所提供的上述淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝所制得的淀粉表面施膠液粘度穩(wěn)定，可直 接使用，無需再額外添加合成聚合物表面施膠劑；（3)交聯(lián)劑與酶轉(zhuǎn)化改性淀粉之間的交 聯(lián)反應(yīng)還能夠賦予淀粉膠液部分性能的提高，與使用現(xiàn)有工藝所生產(chǎn)的淀粉表面施膠液的 紙張相比，使用本發(fā)明所提供的上述淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝所制得的淀粉表面施膠液所 得到的紙張的透氣阻力提高80%以上，表面強(qiáng)度最多能夠提高28%，因此，可以替代現(xiàn)有的 合成表面施膠劑，從而顯著降低施膠成本。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 本發(fā)明實(shí)施方式提供的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟：
[0019] Sl，提供酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液；
[0020] 在本實(shí)施方式中，所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉是利用α -淀粉酶對原淀粉進(jìn)行酶轉(zhuǎn)化改 性而得到的，其具體制備過程包括如下步驟：將原淀粉加水配制成濃度為20?30%的淀粉 懸浮乳液；向所述淀粉懸浮乳液中加入α-淀粉酶以配制第一混合液，其中，相對原淀粉絕 干量，所述ct -淀粉酶的使用量為IOOppm?120ppm，即，Ikg的原淀粉中加入100?120mg 的α -淀粉酶；使所述第一混合液在55?85°C下反應(yīng)30min ;之后繼續(xù)升溫至105°C保持 lOmin，以殺滅所述第一混合液中殘留的α -淀粉酶的活性，最后將所述第一混合液體系的 溫度調(diào)節(jié)至55?60°C保溫，得到酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液。
[0021] 在本實(shí)施方式中，所述原淀粉選自木薯淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉中 的一種或多種。
[0022] S2,向所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液中加入質(zhì)量為所述原淀粉絕干量0. 5%?I. 5%的交 聯(lián)促進(jìn)劑以及質(zhì)量為所述原淀粉絕干量1%?3%的交聯(lián)劑，以使所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液在 交聯(lián)促進(jìn)劑、交聯(lián)劑的作用下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)得到初級淀粉表面施膠液。
[0023] 在本實(shí)施方式中，是在55?60°C的條件下向所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液中加入質(zhì)量 為所述原淀粉絕干量0. 5%?1. 5%的交聯(lián)促進(jìn)劑以及質(zhì)量為所述原淀粉絕干量1%?3%的 交聯(lián)劑的。
[0024] 在本步驟中，所述交聯(lián)促進(jìn)劑可以是為硫酸鉀、硫酸鈉或者氯化鈉中的至少一種。 在淀粉交聯(lián)過程中，所述交聯(lián)促進(jìn)劑的加入可以使反應(yīng)更均勻和有效，且易控制。
[0025] 所述交聯(lián)劑可以是硼砂等硼酸鹽或者硼酸中的一種或多種。
[0026] S3,對所述初級淀粉表面施膠液進(jìn)行稀釋以配制質(zhì)量百分濃度為10%?15%的淀 粉表面施膠液。
[0027] 在攪拌的條件下向所述初級淀粉表面施膠液中加水以配制質(zhì)量百分濃度為 10%?15%的淀粉表面施膠液。
[0028] 在本實(shí)施方式中，對所述初級淀粉表面施膠液進(jìn)行稀釋是通過下述方式進(jìn)行的： 保持所述初級淀粉表面施膠液的溫度在55?60°C，同時(shí)在攪拌的條件下向所述初級淀粉 表面施膠液中加水以配制質(zhì)量百分濃度為10%?15%的淀粉表面施膠液。
[0029] 可以理解的，在本步驟中，向所述初級淀粉表面施膠液中加水的目的是對所述初 級淀粉表面施膠液進(jìn)行稀釋以滿足生產(chǎn)需要。根據(jù)不同的生產(chǎn)需要，對所述初級淀粉表面 施膠液進(jìn)行稀釋的程度也會發(fā)生變化，甚至，當(dāng)所述初級淀粉表面施膠液被當(dāng)做產(chǎn)品而直 接售賣時(shí)，也可不對所述初級淀粉表面施膠液進(jìn)行稀釋。
[0030] 本發(fā)明還提供了采用上述淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的淀粉表面施膠液。
[0031] 本發(fā)明所提供的采用上述淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的淀粉表面施膠液可 直接用于原紙表面施膠。通常狀況下，本發(fā)明所提供的所述淀粉表面施膠液在使用狀態(tài)下 的固含量保持在10%?14%的范圍，在此范圍內(nèi)，所述淀粉表面施膠液在60°C下的粘度范圍 為IOcps?16cps，其中，所述淀粉表面施膠液在10%固含時(shí)的粘度為10?12cps，在12% 固含時(shí)的粘度為13?15cps，在14%固含時(shí)的粘度為14?16cps。
[0032] 本發(fā)明在酶轉(zhuǎn)化表膠淀粉制備工藝基礎(chǔ)上，創(chuàng)新應(yīng)用在線交聯(lián)技術(shù)，在交聯(lián)促進(jìn) 劑存在下，利用交聯(lián)劑與酶轉(zhuǎn)化改性淀粉發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)以形成網(wǎng)絡(luò)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，通過本發(fā) 明所提供的上述工藝制備出來的淀粉表面施膠液具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1)由于交聯(lián)劑及交聯(lián)促 進(jìn)劑的成本相對非常低，因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的淀粉表面施膠液制備方法 所制備出來的淀粉表面施膠液的制備成本基本不增加；（2)交聯(lián)劑與酶轉(zhuǎn)化改性淀粉之間 的交聯(lián)反應(yīng)使得淀粉膠液由于酶轉(zhuǎn)化程度差異或額外添加其他合成表面施膠劑而造成的 淀粉膠液粘度波動得到了很好的穩(wěn)定，因此，與現(xiàn)有工藝所生產(chǎn)的淀粉表面施膠液相比，經(jīng) 由本發(fā)明所提供的上述淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝所制得的淀粉表面施膠液粘度穩(wěn)定，可直 接使用，無需再額外添加合成聚合物表面施膠劑；（3)交聯(lián)劑與酶轉(zhuǎn)化改性淀粉之間的交 聯(lián)反應(yīng)還能夠賦予淀粉膠液部分性能的提高，與使用現(xiàn)有工藝所生產(chǎn)的淀粉表面施膠液的 紙張相比，使用本發(fā)明所提供的上述淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝所制得的淀粉表面施膠液所 得到的紙張的透氣阻力提高80%以上，表面強(qiáng)度最多能夠提高28%，因此，可以替代現(xiàn)有的 合成表面施膠劑，從而顯著降低施膠成本。
[0033] 下面，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0034] 對比例：普通淀粉表面施膠液的制備方法
[0035] 在燒杯中加入275g原淀粉(絕干240g)，加水525ml，攪拌均勻后加入稀釋100倍 的α -淀粉酶2. 4ml，置于帶攪拌器的水浴鍋中升溫反應(yīng)，在85°C下反應(yīng)30min，然后移至 高壓鍋中在105°C下滅活I(lǐng)Omin后取出，得到濃度為30%的混合物；取250g上述混合物將 溫度冷卻至60°C進(jìn)行保溫，同時(shí)在保溫狀態(tài)下持續(xù)攪拌；取另一燒杯加入250ml60°C熱水， 將此250ml熱水緩慢加入上述250g的濃度為30%的混合物中，混合均勻后在60°C進(jìn)行保 溫，以得到普通淀粉表面施膠液，測試所述淀粉表面施膠液的粘度；利用所述淀粉表面施膠 液對紙張進(jìn)行施膠，并測試紙張的透氣阻力及表面強(qiáng)度。
[0036] 實(shí)施例1 :
[0037] 在燒杯中加入275g原淀粉(絕干240g)，加水525ml，攪拌均勻后加入稀釋100倍 的α -淀粉酶2. 4ml，置于帶攪拌器的水浴鍋中升溫反應(yīng)，在85°C下反應(yīng)30min，然后移至高 壓鍋中在105°C下滅活I(lǐng)Omin后取出，得到濃度為30%的混合物；取250g上述混合物將溫 度冷卻至60°C進(jìn)行保溫，同時(shí)在保溫狀態(tài)下持續(xù)攪拌；取另一燒杯加入250ml60°C熱水，同 時(shí)向水中加入〇. 35g硫酸鉀、0. 75g硼砂充分溶解后配置成稀釋液；將此250ml稀釋液緩慢 加入上述250g濃度為30%的混合物中，在保溫狀態(tài)下使體系反應(yīng)一定時(shí)間，之后得到本發(fā) 明所提供的淀粉表面施膠液，測試所述淀粉表面施膠液的粘度；利用所述淀粉表面施膠液 對紙張進(jìn)行施膠，并測試紙張的透氣阻力及表面強(qiáng)度。
[0038] 實(shí)施例2 :在燒杯中加入275g原淀粉(絕干240g)，加水525ml，攪拌均勻后加入稀 釋100倍的α -淀粉酶2. 4ml，置于帶攪拌器的水浴鍋中升溫反應(yīng)，在85°C下反應(yīng)30min，然 后移至高壓鍋中在105°C下滅活I(lǐng)Omin后取出，得到濃度為30%的混合物；取250g上述混合 物將溫度冷卻至60°C進(jìn)行保溫，同時(shí)在保溫狀態(tài)下持續(xù)攪拌；取另一燒杯加入250ml60°C 熱水，同時(shí)向水中加入〇. 75g硫酸鉀、I. 5g硼砂充分溶解后配置成稀釋液；將此250ml稀釋 液緩慢加入上述250g濃度為30%的混合物中，在保溫狀態(tài)下使體系反應(yīng)一定時(shí)間，之后得 到本發(fā)明所提供的淀粉表面施膠液，測試所述淀粉表面施膠液的粘度；利用所述淀粉表面 施膠液對紙張進(jìn)行施膠，并測試紙張的透氣阻力及表面強(qiáng)度。
[0039] 實(shí)施例3 :在燒杯中加入275g原淀粉(絕干240g)，加水525ml，攪拌均勻后加入稀 釋100倍的α -淀粉酶2. 4ml，置于帶攪拌器的水浴鍋中升溫反應(yīng)，在85°C下反應(yīng)30min，然 后移至高壓鍋中在105°C下滅活I(lǐng)Omin后取出，得到濃度為30%的混合物；取250g上述混合 物將溫度冷卻至60°C進(jìn)行保溫，同時(shí)在保溫狀態(tài)下持續(xù)攪拌；取另一燒杯加入250ml60°C 熱水，同時(shí)向水中加入I. 125g硫酸鉀、2. 25g硼砂充分溶解后配置成稀釋液；將此250ml稀 釋液緩慢加入上述250g濃度為30%的混合物中，在保溫狀態(tài)下使體系反應(yīng)一定時(shí)間，之后 得到本發(fā)明所提供的淀粉表面施膠液，測試所述淀粉表面施膠液的粘度；利用所述淀粉表 面施膠液對紙張進(jìn)行施膠，并測試紙張的透氣阻力及表面強(qiáng)度。
[0040] 對上述對比例及實(shí)施例所得到的紙張的透氣阻力及表面強(qiáng)度測試對比結(jié)果如 下：
[0041]

【權(quán)利要求】
1. 一種淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟： 提供酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液； 向所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液中加入質(zhì)量為所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉絕干量0. 5%?1. 5%的交 聯(lián)促進(jìn)劑以及質(zhì)量為所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉絕干量1%?3%的交聯(lián)劑，以使所述酶轉(zhuǎn)化改性 淀粉液在交聯(lián)促進(jìn)劑、交聯(lián)劑的作用下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)得到淀粉表面施膠液。
2. 如權(quán)利要求1所述的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述原淀粉選自木薯 淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉中的一種或多種。
3. 如權(quán)利要求1所述的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉 液采用如下步驟制備：將原淀粉加水配制成濃度為20?30%的淀粉懸浮乳液；向所述淀粉 懸浮乳液中加入淀粉酶以配制第一混合液，其中，相對原淀粉絕干量，所述淀粉酶 的使用量為lOOppm?120ppm ;使所述第一混合液在55?85°C下反應(yīng)30min ;之后繼續(xù)升 溫至105°C保持lOmin，以殺滅所述第一混合液中殘留的a -淀粉酶的活性，最后將所述第 一混合液體系的溫度調(diào)節(jié)至55?60°C保溫，得到所述酶轉(zhuǎn)化改性淀粉液。
4. 如權(quán)利要求1所述的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述交聯(lián)促進(jìn)劑為硫 酸鉀、硫酸鈉或者氯化鈉中的至少一種。
5. 如權(quán)利要求1所述的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述交聯(lián)劑選自硼酸 以及硼酸鹽中的一種或多種。
6. 如權(quán)利要求1所述的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述交聯(lián)劑為硼砂。
7. 如權(quán)利要求1所述的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其特征在于：在所述淀粉表面施膠 液用于施膠前還進(jìn)一步包括對所述淀粉表面施膠液進(jìn)行稀釋的步驟。
8. 如權(quán)利要求7所述的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝，其特征在于，對所述淀粉表面施膠 液進(jìn)行稀釋的步驟為：保持所述淀粉表面施膠液的溫度在55?60°C，同時(shí)在攪拌的條件下 向所述淀粉表面施膠液中加水以對所述淀粉表面施膠液進(jìn)行稀釋。
9. 一種淀粉表面施膠液，其特征在于：所述淀粉表面施膠液采用如權(quán)利要求1?8任 一項(xiàng)所述的淀粉表面施膠液生產(chǎn)工藝制備而成。
10. 如權(quán)利要求9所述的淀粉表面施膠液，其特征在于：所述淀粉表面施膠液的固含量 在10%?14%的范圍時(shí)，其在60°C下的粘度范圍為lOcps?16cps。
【文檔編號】C08J3/24GK104452448SQ201310414040
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】陳劍, 閆培養(yǎng), 楊露 申請人:金東紙業(yè)（江蘇）股份有限公司