《一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法》是安徽山鷹紙業股份有限公司於2016年10月14日申請的專利，該專利的公布號為CN106400586A，授權公布日為2017年2月15日，發明人是占正奉、李聰定、陳學萍、顏建秋、孫後年、魯仕敏。
《一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法》涉及表膠澱粉的改性，具體涉及一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法。該發明主要針對在生產超高強度的箱板紙時，為達到成紙高強度的需求，需要大幅提升底層施膠澱粉量。箱板紙底層上膠需採用12‑16％的高固含量，10‑40cpa的澱粉粘度，這樣在保證澱粉滲透性和成膜性同時，大幅提升澱粉上膠量，以保證其底層紙板強度。同時為滿足印刷適應性的要求，紙板面層需採用中低等的施膠量。該發明的澱粉改進劑可將前端已經蒸煮糊化好的短鏈澱粉膠料，進行重新連結成空間穩固結構，不僅成膜性更好，而成紙強度性能更高，可以有效節約澱粉用量，降低澱粉成本。
2020年7月14日，《一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法
- 申請人：安徽山鷹紙業股份有限公司
- 申請日：2016年10月14日
- 申請號：2016108996363
- 公布號：CN106400586A
- 公布日：2017年2月15日
- 發明人：占正奉、李聰定、陳學萍、顏建秋、孫後年、魯仕敏
- 地址：安徽省馬鞍山市勤儉路3號
- Int. Cl.：D21H21/16(2006.01)I、D21H19/14(2006.01)I、D21H19/84(2006.01)I
- 代理機構：北京精金石專利代理事務所
- 代理人：劉曄
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2016年前，在箱板紙行業，通過配置表面施膠壓榨機，來提升箱板紙原紙的強度，已是非常成熟的技術。其主要原理是通過表面施膠壓榨設備，將改性好的澱粉溶液，轉移到紙板表面和內部，從而顯著提升成紙強度。
2016年前，在箱板紙機配套的澱粉蒸煮工藝中，通常都設計一套蒸煮系統，來同時滿足面底層施膠的要求，一般情況下，面底層澱粉液固含量控制在8-12％，對應粘度控制在10-40cps，在這種條件下，既能保證表膠澱粉上膠成膜性和滲透性的工藝要求，又能發揮表面施膠澱粉最大的增強效果；上述表面施膠上膠工藝，對於普通的箱板紙及瓦楞原紙是比較適合的，但對於有特殊需求的箱板紙，就無法滿足其對面底層上膠量差異化的控制需求。
由於箱板紙機配套的澱粉蒸煮工藝中，通常都設計為一套蒸煮系統，而後段面層和底層上膠澱粉，均通過同一個澱粉貯存槽內的澱粉，經溫水稀釋後分別進行上膠控制。而在澱粉貯存槽內的澱粉液，如果其固含量在20-30％，粘度在100-200cps，通過溫水稀釋後，能夠保證背面上膠12-16％的高固含量，粘度10-40cps的工藝要求。而面層上膠澱粉，經過溫水稀釋後，如果固含量要控制在5-10％，對應的澱粉粘度就只能在1-3cps，無法滿足10-40cps的工藝要求，如此低粘度的表膠澱粉，雖然滿足了面層低施膠量，成紙高印刷質量的要求，但其造成了面層成膜性差，不僅對成紙強度提升少，而且額外增加了蒸汽消耗；另外一個方面，如果我們提升前段澱粉的粘度到200-300cps，滿足了面層5-10％固含量，10-40cps粘度的要求，而對應的底層在12-16％固含量下，其粘度達到50-100cps，造成底層澱粉流動性及滲透性差，無法發揮出施膠澱粉提升紙板強度的要求，同時也會造成生產異常。
因此，針對在生產超高強度的箱板紙時，為達到成紙高強度的需求，需要大幅提升底層施膠澱粉量。
發明內容
專利目的
《一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法》針對2016年10月之前技術中存在的缺陷，提供一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法，以滿足在同一套澱粉蒸煮系統中，面層、底層不同的澱粉上膠工藝要求。
技術方案
《一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法》包括以下步驟：
（1）表膠澱粉的改性
將放置在澱粉料倉的澱粉，通過下料螺旋計量添加到溶解槽內，和一定比例的清水混合，溶解成20-30％的澱粉液，通過輸送泵送往澱粉改性蒸煮糊化工段，添加澱粉轉化酶，在100-130℃高溫蒸汽作用下得到表膠澱粉溶液；
（2）在澱粉貯存槽內，已經糊化改性好的表膠澱粉溶液，通過正底層各自的輸送泵，分別供往面層供料槽和底層供料槽；
採用溫水對所述面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液進行稀釋；
所述底層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋，控制其固含量為8-16％，粘度為10-40cps；
所述面層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋後，控制其固含量為6-10％，粘度為2-5cps；
（3）向所述面層供料槽內經稀釋過的澱粉溶液中，添加澱粉改進劑，控制澱粉溶液的固含量維持在6-10％不變，將其澱粉粘度由2-5cps，提升至10-40cps，全面發揮表膠澱粉成膜增強的功能，同時節約蒸汽消耗；
（4）經上述步驟處理過的面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液，通過各層的澱粉輸送泵，送往紙機施膠壓榨工序段。
優選地，所述澱粉為玉米澱粉或木薯原澱粉。
優選地，所述澱粉轉化酶為α-澱粉酶，所述α-澱粉酶的添加量為所述澱粉的0.01-0.03wt％。
優選地，所述高溫蒸汽作用的時間為2-5分鐘。
更優選地，所述高溫蒸汽的溫度為110℃，高溫蒸汽作用的時間為3分鐘。
優選地，所述步驟（1）中得到的表膠澱粉溶液的固含量為20-30％，粘度為100-200cps。
優選地，所述步驟（2）中的溫水為30-50℃的溫水，溫度過高或地低影響澱粉溶液的粘度。
優選地，所述澱粉改進劑由丙烯醯胺-二醛樹脂、聚合催化劑和戊二醛單體組成。澱粉改進劑將已經蒸煮糊化好的短鏈澱粉膠料，進行重新連結成空間穩固結構，在保證其良好的流動性同時，提升滲透性和成膜性，增強紙板成品強度性能。
進一步優選地，所述澱粉改進劑中各組分的重量含量為：丙烯醯胺-二醛樹脂30-40份、聚合催化劑1-3份和戊二醛單體10-15份。
進一步優選地，所述聚合催化劑為過硫酸銨和偶氮二異丁脒鹽酸鹽中的一種或兩種。
優選地，所述澱粉改進劑與澱粉的質量比為10-30:100。
優選地，所述步驟（2）中，所述底層供料槽內的澱粉溶液固含量為12-16％，粘度控制在10-40cps。
優選地，所述步驟（3）中，面層供料槽的固含量控制在6-10％，粘度控制在20-40cps。
《一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法》主要針對在生產超高強度的箱板紙時，為達到成紙高強度的需求，需要大幅提升底層施膠澱粉量。箱板紙底層上膠需採用8-16％的高固含量，10-40cpa的澱粉粘度，這樣在保證澱粉滲透性和成膜性同時，大幅提升澱粉上膠量，以保證其底層紙板強度。同時為滿足印刷適應性的要求，紙板面層需採用中低等的施膠量。
改善效果
《一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法》的效果為：該發明通過採用高溫蒸汽的作用，提高了表膠澱粉改性的效率，作用時間短，表膠澱粉的改性效果好。該發明在澱粉貯存槽後的正面供料槽內，添加新型施膠澱粉改進劑，該發明的澱粉改進劑可將前端已經蒸煮糊化好的短鏈澱粉膠料，進行重新連結成空間穩固結構，在維持固含量在6-10％情況下，將澱粉粘度由2-5cps，提升到10-40cps，同時保證澱粉良好的流動性和滲透性同時，以滿足生產工藝要求。採用該發明新型施膠澱粉改進劑的澱粉溶液，不僅成膜性更好，而成紙強度性能更高，可以有效節約澱粉用量，降低工藝成本，適合大規模工業生產。
技術領域
《一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法》涉及表膠澱粉的改性，具體涉及一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法。
權利要求
1.《一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法》包括以下步驟：
（1）表膠澱粉的改性
將放置在澱粉料倉的澱粉，通過下料螺旋計量添加到溶解槽內，和一定比例的清水混合，溶解成20-30％的澱粉液，通過輸送泵送往澱粉改性蒸煮糊化工段，添加澱粉轉化酶，在100-130℃高溫蒸汽作用下得到表膠澱粉溶液；
（2）在澱粉貯存槽內，已經糊化改性好的表膠澱粉溶液，通過正底層各自的輸送泵，分別供往面層供料槽和底層供料槽；採用溫水對所述面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液進行稀釋；所述底層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋，控制其固含量為8-16％，粘度為10-40cps；所述面層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋後，控制其固含量為6-10％，粘度為2-5cps；
（3）向所述面層供料槽內經稀釋過的澱粉溶液中，添加澱粉改進劑，控制澱粉溶液的固含量維持在6-10％不變，將其澱粉粘度由2-5cps，提升至10-40cps，全面發揮表膠澱粉成膜增強的功能，同時節約蒸汽消耗；
（4）經上述步驟處理過的面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液，通過各層的澱粉輸送泵，送往紙機施膠壓榨工序段。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述表膠澱粉為玉米澱粉或木薯原澱粉。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述澱粉轉化酶為α-澱粉酶，所述α-澱粉酶的添加量為所述澱粉的0.01-0.03wt％。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述高溫蒸汽作用的時間為2-5分鐘。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟（1）中得到的表膠澱粉溶液的固含量為20-30％，粘度為100-200cps。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟（2）中的溫水為30-50℃的溫水。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述澱粉改進劑由丙烯醯胺-二醛樹脂、聚合催化劑和戊二醛單體組成。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述澱粉改進劑與澱粉的質量比為10-30:100。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟（2）中，所述底層供料槽內的澱粉溶液固含量為12-16％，粘度控制在10-40cps。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟（3）中，面層供料槽的固含量控制在6-10％，粘度控制在20-40cps。
實施方式
- 實施例1
一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法，包括以下步驟：
（1）表膠澱粉的改性
將放置在澱粉料倉的澱粉，通過下料螺旋計量添加到溶解槽內，和一定比例的清水混合，溶解成24％的澱粉液，通過輸送泵送往澱粉改性蒸煮糊化工段，添加澱粉轉化酶，在110℃高溫蒸汽作用下得到表膠澱粉溶液；
（2）在澱粉貯存槽內，已經糊化改性好的表膠澱粉溶液，通過正底層各自的輸送泵，分別供往面層供料槽和底層供料槽；採用溫水對所述面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液進行稀釋；所述底層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋，控制其固含量為12-16％，粘度為10-40cps；所述面層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋後，控制其固含量為6-10％，粘度為2-5cps；
（3）向所述面層供料槽內經稀釋過的澱粉溶液中，添加澱粉改進劑，控制澱粉溶液的固含量維持在6-10％不變，將其澱粉粘度由2-5cps，提升至20-40cps，全面發揮表膠澱粉成膜增強的功能，同時節約蒸汽消耗；
（4）經上述步驟處理過的面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液，通過各層的澱粉輸送泵，送往紙機施膠壓榨工序段。
其中，所述表膠澱粉為玉米澱粉或木薯原澱粉。所述澱粉轉化酶為α-澱粉酶，所述α-澱粉酶的添加量為所述澱粉的0.02wt％。所述高溫蒸汽作用的時間為3分鐘。所述步驟（1）中得到的表膠澱粉溶液的固含量為20-30％，粘度為100-200cps。所述澱粉改進劑由以下重量含量的組分組成：丙烯醯胺-二醛樹脂36份、過硫酸銨0.5份、偶氮二異丁脒鹽酸鹽1.5份和戊二醛單體13份。所述澱粉改進劑與澱粉的質量比為20:100。
- 實施例2
一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法，包括以下步驟：
（1）表膠澱粉的改性
將放置在澱粉料倉的澱粉，通過下料螺旋計量添加到溶解槽內，和一定比例的清水混合，溶解成20％的澱粉液，通過輸送泵送往澱粉改性蒸煮糊化工段，添加澱粉轉化酶，在100℃高溫蒸汽作用下得到表膠澱粉溶液；
（2）在澱粉貯存槽內，已經糊化改性好的表膠澱粉溶液，通過正底層各自的輸送泵，分別供往面層供料槽和底層供料槽；採用溫水對所述面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液進行稀釋；所述底層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋，控制其固含量為12-16％，粘度為10-40cps；所述面層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋後，控制其固含量為6-10％，粘度為2-5cps；
（3）向所述面層供料槽內經稀釋過的澱粉溶液中，添加澱粉改進劑，控制澱粉溶液的固含量維持在6-10％不變，將其澱粉粘度由2-5cps，提升至10-40cps，全面發揮表膠澱粉成膜增強的功能，同時節約蒸汽消耗；
（4）經上述步驟處理過的面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液，通過各層的澱粉輸送泵，送往紙機施膠壓榨工序段。
其中，所述表膠澱粉為玉米澱粉或木薯原澱粉。所述澱粉轉化酶為α-澱粉酶，所述α-澱粉酶的添加量為所述澱粉的0.01wt％。所述高溫蒸汽作用的時間為2分鐘。所述步驟（1）中得到的表膠澱粉溶液的固含量為20-30％，粘度為100-200cps。所述澱粉改進劑由以下重量含量的組分組成：丙烯醯胺-二醛樹脂30份、過硫酸銨1份和戊二醛單體10份。所述澱粉改進劑與澱粉的質量比為10:100。
- 實施例3
一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法，包括以下步驟：
（1）表膠澱粉的改性
將放置在澱粉料倉的澱粉，通過下料螺旋計量添加到溶解槽內，和一定比例的清水混合，溶解成30％的澱粉液，通過輸送泵送往澱粉改性蒸煮糊化工段，添加澱粉轉化酶，在130℃高溫蒸汽作用下得到表膠澱粉溶液；
（2）在澱粉貯存槽內，已經糊化改性好的表膠澱粉溶液，通過正底層各自的輸送泵，分別供往面層供料槽和底層供料槽；採用溫水對所述面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液進行稀釋；所述底層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋，控制其固含量為8-16％，粘度為10-40cps；所述面層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋後，控制其固含量為6-10％，粘度為2-5cps；
（3）向所述面層供料槽內經稀釋過的澱粉溶液中，添加澱粉改進劑，控制澱粉溶液的固含量維持在6-10％不變，將其澱粉粘度由2-5cps，提升至20-40cps，全面發揮表膠澱粉成膜增強的功能，同時節約蒸汽消耗；
（4）經上述步驟處理過的面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液，通過各層的澱粉輸送泵，送往紙機施膠壓榨工序段。
其中，所述表膠澱粉為玉米澱粉或木薯原澱粉。所述澱粉轉化酶為α-澱粉酶，所述α-澱粉酶的添加量為所述澱粉的0.03wt％。所述高溫蒸汽作用的時間為5分鐘。所述步驟（1）中得到的表膠澱粉溶液的固含量為20-30％，粘度為100-200cps。所述澱粉改進劑由以下重量含量的組分組成：丙烯醯胺-二醛樹脂40份、偶氮二異丁脒鹽酸鹽3份和戊二醛單體15份。所述澱粉改進劑與澱粉的質量比為30:100。
- 實施例4
一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法，包括以下步驟：
（1）表膠澱粉的改性
將放置在澱粉料倉的澱粉，通過下料螺旋計量添加到溶解槽內，和一定比例的清水混合，溶解成24％的澱粉液，通過輸送泵送往澱粉改性蒸煮糊化工段，添加澱粉轉化酶，在110℃高溫蒸汽作用下得到表膠澱粉溶液；
（2）在澱粉貯存槽內，已經糊化改性好的表膠澱粉溶液，通過正底層各自的輸送泵，分別供往面層供料槽和底層供料槽；採用溫水對所述面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液進行稀釋；所述底層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋，控制其固含量為12-16％，粘度為10-40cps；所述面層供料槽內的澱粉溶液採用溫水稀釋後，控制其固含量為6-10％，粘度為2-5cps；
（3）經上述步驟處理過的面層供料槽和底層供料槽的澱粉溶液，通過各層的澱粉輸送泵，送往紙機施膠壓榨工序段。
其中，所述表膠澱粉為玉米澱粉或木薯原澱粉。所述澱粉轉化酶為α-澱粉酶，所述α-澱粉酶的添加量為所述澱粉的0.02wt％。所述高溫蒸汽作用的時間為3分鐘。所述步驟（1）中得到的表膠澱粉溶液的固含量為20-30％，粘度為100-200cps。
對實施例1-4所製備的成紙進行性能測試，結果列於表1中。
項目 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | |
成紙強度 | 耐破（千帕·平方米·克） | 3.86 | 3.76 | 3.81 | 3.65 |
耐折（次） | 131 | 125 | 122 | 117 | |
環壓（牛·米/克） | 12.9 | 11.7 | 13.0 | 10.58 | |
從表1可以看出，採用該發明的工藝方法，所製備的紙板成膜性好，成紙強度高，有效降低了生產成本。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種控制表膠澱粉高固含量低粘度上膠的工藝方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
