淀粉表面施膠液生產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工藝，其包括如下步驟：提供酶轉化改性淀粉液；向所述酶轉化改性淀粉液中加入質量為所述酶轉化改性淀粉絕干量0.5%～1.5%的交聯(lián)促進劑以及質量為所述酶轉化改性淀粉絕干量1%～3%的交聯(lián)劑，以使所述酶轉化改性淀粉液在交聯(lián)促進劑、交聯(lián)劑的作用下發(fā)生交聯(lián)反應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)有技術相比，依照上述淀粉表面施膠液生產工藝所制備的淀粉表面施膠液的粘度穩(wěn)定，同時還能夠提高紙張的透氣阻力及表面強度。
【專利說明】淀粉表面施膠液生產工藝及淀粉表面施膠液

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種淀粉表面施膠液生產工藝及淀粉表面施膠液。

【背景技術】
[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。
[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?、陽離子淀粉，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。目前在文化紙領域應用普遍的是酶轉化改性淀粉，其原理是通過酶轉化作用 將天然淀粉分子鏈進行一定程度的切斷，以滿足紙機表面施膠流動性和施膠量要求。
[0004] 酶轉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)，同時提高紙張的表面強度和抗水能力。但文化紙在 40g?200g/m2克重范圍內，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。在施膠量相當情況下，單純酶轉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，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，用量稍大時將影響施膠操作(表面施膠 液的粘度需滿足機械設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，施膠設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到理想的控制范圍。


【發(fā)明內容】

[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工藝及淀粉表面施 膠液實為必要。
[0007] -種淀粉表面施膠液生產工藝，其包括如下步驟：提供酶轉化改性淀粉液；向所 述酶轉化改性淀粉液中加入質量為所述酶轉化改性淀粉絕干量0. 5%?1. 5%的交聯(lián)促進劑 以及質量為所述酶轉化改性淀粉絕干量1%?3%的交聯(lián)劑，以使所述酶轉化改性淀粉液在 交聯(lián)促進劑、交聯(lián)劑的作用下發(fā)生交聯(lián)反應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節(jié)至55?60°C保溫，得到所 述酶轉化改性淀粉液。
[0010] 優(yōu)選的，所述交聯(lián)促進劑為硫酸鉀、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一步包括對所述淀粉表面施膠液 進行稀釋的步驟。
[0014] 優(yōu)選的，對所述淀粉表面施膠液進行稀釋的步驟為：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，其在60°C下的粘度 范圍為IOcps?16cps。
[0017] 本發(fā)明在酶轉化表膠淀粉制備工藝基礎上，創(chuàng)新應用在線交聯(lián)技術，在交聯(lián)促進 劑存在下，利用交聯(lián)劑與酶轉化改性淀粉發(fā)生交聯(lián)反應以形成網(wǎng)絡狀交聯(lián)結構，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：（1)由于交聯(lián)劑及交聯(lián)促 進劑的成本相對非常低，因此，與現(xiàn)有技術相比，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)劑與酶轉化改性淀粉之間 的交聯(lián)反應使得淀粉膠液由于酶轉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)劑與酶轉化改性淀粉之間的交 聯(lián)反應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。

【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明實施方式提供的淀粉表面施膠液生產工藝，其包括如下步驟：
[0019] Sl，提供酶轉化改性淀粉液；
[0020] 在本實施方式中，所述酶轉化改性淀粉是利用α -淀粉酶對原淀粉進行酶轉化改 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 溫度調節(jié)至55?60°C保溫，得到酶轉化改性淀粉液。
[0021] 在本實施方式中，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,向所述酶轉化改性淀粉液中加入質量為所述原淀粉絕干量0. 5%?I. 5%的交 聯(lián)促進劑以及質量為所述原淀粉絕干量1%?3%的交聯(lián)劑，以使所述酶轉化改性淀粉液在 交聯(lián)促進劑、交聯(lián)劑的作用下發(fā)生交聯(lián)反應得到初級淀粉表面施膠液。
[0023] 在本實施方式中，是在55?60°C的條件下向所述酶轉化改性淀粉液中加入質量 為所述原淀粉絕干量0. 5%?1. 5%的交聯(lián)促進劑以及質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)促進劑的加入可以使反應更均勻和有效，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行稀釋以配制質量百分濃度為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量百分濃度為 10%?15%的淀粉表面施膠液。
[0028] 在本實施方式中，對所述初級淀粉表面施膠液進行稀釋是通過下述方式進行的： 保持所述初級淀粉表面施膠液的溫度在55?60°C，同時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行稀釋以滿足生產需要。根據(jù)不同的生產需要，對所述初級淀粉表面 施膠液進行稀釋的程度也會發(fā)生變化，甚至，當所述初級淀粉表面施膠液被當做產品而直 接售賣時，也可不對所述初級淀粉表面施膠液進行稀釋。
[0030] 本發(fā)明還提供了采用上述淀粉表面施膠液生產工藝所生產的淀粉表面施膠液。
[0031] 本發(fā)明所提供的采用上述淀粉表面施膠液生產工藝所生產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，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%固含時的粘度為10?12cps，在12% 固含時的粘度為13?15cps，在14%固含時的粘度為14?16cps。
[0032] 本發(fā)明在酶轉化表膠淀粉制備工藝基礎上，創(chuàng)新應用在線交聯(lián)技術，在交聯(lián)促進 劑存在下，利用交聯(lián)劑與酶轉化改性淀粉發(fā)生交聯(lián)反應以形成網(wǎng)絡狀交聯(lián)結構，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：（1)由于交聯(lián)劑及交聯(lián)促 進劑的成本相對非常低，因此，與現(xiàn)有技術相比，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)劑與酶轉化改性淀粉之間 的交聯(lián)反應使得淀粉膠液由于酶轉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)劑與酶轉化改性淀粉之間的交 聯(lián)反應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，通過具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[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，在85°C下反應30min，然后移至 高壓鍋中在105°C下滅活IOmin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進行保溫，同時在保溫狀態(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 液對紙張進行施膠，并測試紙張的透氣阻力及表面強度。
[0036] 實施例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，在85°C下反應30min，然后移至高 壓鍋中在105°C下滅活IOmin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進行保溫，同時在保溫狀態(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)下使體系反應一定時間，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 對紙張進行施膠，并測試紙張的透氣阻力及表面強度。
[0038] 實施例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，在85°C下反應30min，然 后移至高壓鍋中在105°C下滅活IOmin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進行保溫，同時在保溫狀態(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)下使體系反應一定時間，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 施膠液對紙張進行施膠，并測試紙張的透氣阻力及表面強度。
[0039] 實施例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，在85°C下反應30min，然 后移至高壓鍋中在105°C下滅活IOmin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進行保溫，同時在保溫狀態(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)下使體系反應一定時間，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 面施膠液對紙張進行施膠，并測試紙張的透氣阻力及表面強度。
[0040] 對上述對比例及實施例所得到的紙張的透氣阻力及表面強度測試對比結果如 下：
[0041]

【權利要求】
1. 一種淀粉表面施膠液生產工藝，其包括如下步驟： 提供酶轉化改性淀粉液； 向所述酶轉化改性淀粉液中加入質量為所述酶轉化改性淀粉絕干量0. 5%?1. 5%的交 聯(lián)促進劑以及質量為所述酶轉化改性淀粉絕干量1%?3%的交聯(lián)劑，以使所述酶轉化改性 淀粉液在交聯(lián)促進劑、交聯(lián)劑的作用下發(fā)生交聯(lián)反應得到淀粉表面施膠液。
2. 如權利要求1所述的淀粉表面施膠液生產工藝，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. 如權利要求1所述的淀粉表面施膠液生產工藝，其特征在于，所述酶轉化改性淀粉 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節(jié)至55?60°C保溫，得到所述酶轉化改性淀粉液。
4. 如權利要求1所述的淀粉表面施膠液生產工藝，其特征在于：所述交聯(lián)促進劑為硫 酸鉀、硫酸鈉或者氯化鈉中的至少一種。
5. 如權利要求1所述的淀粉表面施膠液生產工藝，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. 如權利要求1所述的淀粉表面施膠液生產工藝，其特征在于：所述交聯(lián)劑為硼砂。
7. 如權利要求1所述的淀粉表面施膠液生產工藝，其特征在于：在所述淀粉表面施膠 液用于施膠前還進一步包括對所述淀粉表面施膠液進行稀釋的步驟。
8. 如權利要求7所述的淀粉表面施膠液生產工藝，其特征在于，對所述淀粉表面施膠 液進行稀釋的步驟為：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利要求1?8任 一項所述的淀粉表面施膠液生產工藝制備而成。
10. 如權利要求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，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