工业造纸中内部施胶剂和表面施胶剂的比较

施胶剂在工业造纸中起着至关重要的作用，直接影响产品质量和功能。制造商根据所需的平衡性，选择内部施胶剂和表面施胶剂。 防水性、印刷性和耐久性内部施胶剂融入纸张基质，提供松厚度保护，而表面施胶剂则形成保护层，改善表面性能。行业趋势凸显了对 高性能、环保的解决方案 因为法规和消费者需求推动着强度、可印刷性、可回收性和环境影响方面的创新。

关键精华

• 内部施胶剂 在纸张形成之前与纸浆混合，以提高防水性并增强整个纸张的强度。
• 表面施胶剂 在纸张形成后应用，形成保护层，提高印刷质量和表面强度。
• 选择合适的施胶剂取决于纸张的最终用途，平衡防水性、印刷适性、耐用性和环境影响。
• 内部施胶具有更好的机械强度和耐用性，而表面施胶可以提高表面光滑度和油墨控制。
• 制造商越来越多地使用环保、可生物降解的上浆剂，并结合内部和表面方法来满足质量和可持续性目标。

施胶剂概述

内部施胶剂

内部施胶剂 在纸张成型前直接添加到纸浆中。这些化学物质与纤维素纤维发生反应，在整张纸张中形成一道疏水屏障。这一过程提高了耐水性，并有助于控制油墨吸收。阳离子松香、烷基烯酮二聚体 (AKD) 和烯基琥珀酸酐 (ASA) 是工业造纸生产中最常见的内部施胶剂。 在控制pH值的情况下，阳离子松香与明矾配合效果最佳，增强其与纸浆纤维的相互作用并提高保留率。 AKD 和 ASA 对纤维进行化学改性，形成防水表面。 AKD 提高湿强度尤其适用于漂白软木浆制成的纸张，而松香施胶可能会降低硬木浆的干强度，因为它会影响纤维结合。内施胶剂还会影响其他性能，例如挺度、可折叠性和尺寸稳定性。

注意：内部施胶剂通过增强纸张形成和减少纤维絮凝，在改善造纸机运行性能方面发挥着关键作用。

表面施胶剂

表面施胶剂 纸张成型后，通常在施胶压榨时施加。这些施胶剂会在纸张表面形成一层薄膜，起到防水作用，并提高印刷适性。表面施胶剂可以减少油墨吸收，防止油墨渗色，并提高表面强度。 聚乙烯醇（PVA），通常与氧化淀粉结合是表面施胶的热门选择。PVA 的成膜能力可提升纸张的机械性能和表面性能，例如强度和透气性。表面施胶剂还有助于提高纸张的抗拉强度、抗撕裂强度和耐折性。通过形成保护层，它们可以改善纸张的外观，并提升其在印刷和加工过程中的性能。

• 施胶剂在工业造纸生产中的主要作用：
  • 通过创建疏水屏障来提高防水性
  • 减少油墨吸收并提高印刷适性
  • 提高表面强度和耐用性
  • 影响刚度、可折叠性和尺寸稳定性
  • 提高纸机运行性能

种类及使用方法

常用化学品

工业造纸依赖于一系列化学品来达到所需的纸张性能。化学品的选择取决于施胶类型（内部施胶或表面施胶）以及具体的性能要求。下表总结了最常见的化学品及其特性：

制造商通常选择AKD和ASA用于中性或碱性工艺，因为这些剂型可以稳定碳酸钙等填料，并提供持久的疏水性。天然树脂松香因其成本效益而仍然广泛用于酸性工艺。对于表面应用，淀粉基溶液因其可生物降解性和低成本而占据主导地位。聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酰胺(PAM)等合成聚合物可提供更高的强度和耐用性，而酪蛋白和明胶则可改善印刷适性和表面光洁度。

提示：选择正确的化学品取决于纸张等级、最终用途以及与其他添加剂的兼容性。

申请流程

造纸厂在生产的不同阶段会使用内部施胶剂和表面施胶剂，每个阶段都有不同的方法和注意事项。下表概述了主要的施胶流程：

AKD、ASA 或松香等内部施胶剂在 湿端这种方法可确保整个纤维基质具有疏水性。表面施胶剂（包括淀粉衍生物和合成聚合物）在片材成型后、最终干燥前施用。施胶压榨、薄膜压榨以及刮刀或棒涂等涂布方法可在片材两面形成均匀的涂层。为了达到最佳效果，需要仔细控制粘度、温度和干燥速率等工艺参数。

实力对比

内部与表面

机械强度仍然是工业造纸生产的关键因素。制造商通常会评估内部施胶剂和表面施胶剂对最终产品耐久性和性能的影响。 内部施胶剂在纸张形成前添加到纸浆中时，会直接与纤维素纤维发生相互作用。最近的实验室研究表明，某些内部施胶剂，例如那些 将（3-环氧丙氧基丙基）三甲氧基（GPS）与天然松香结合，与纤维素形成共价键。经 FTIR 和 XPS 分析证实，这种化学键合显著提高了机械强度和疏水性。用这些剂处理过的纸张表现出更高的耐久性和耐水性，优于使用传统松香施胶的纸张，因为后者依赖于较弱的氢键或电荷中和。

表面施胶剂相反，表面施胶剂通常在纸张成型后（通常在施胶压榨时）使用。这些施胶剂会在纸张表面形成一层保护膜，填充毛细孔，提高表面强度。然而，它们不会与纤维发生化学键合。相反，它们提供物理增强作用，这主要有利于纸张的表面性能，而不是其内部结构。因此，与内部施胶剂相比，表面施胶剂对整体机械强度的改善作用较小。

注意：内部施胶剂渗透整个纸张，提供均匀的强度和寿命，而表面施胶剂主要增强表面耐久性和适印性。

下表总结了 强度表现方面的主要差异:

追求卓越机械强度和持久性能的制造商通常更倾向于使用内部施胶剂。对于注重表面质量和印刷适性的应用，表面施胶剂仍然很有价值。

印刷适性和表面质量

施胶剂和印刷适性

印刷适性一直是工业用纸生产商的首要考虑因素。施胶剂的选择直接影响油墨吸收性、印刷清晰度和整体印刷质量。不同类型的施胶剂对印刷性能具有独特的优势，如下表所示。 下表:

表面施胶剂，例如淀粉和明矾在控制油墨吸收和防止油墨过度渗透方面发挥着关键作用。它们可以提高油墨附着力，减少油墨扩散，从而获得更清晰锐利的图像。在纸浆生产过程中添加的内部施胶剂可以增强纸张的耐水性和耐久性，从而间接影响油墨吸收。纸张润湿剂通常与施胶剂互补，改善纸张表面性能和油墨分布，从而支持均匀的印刷质量和高速印刷。

• 表面施胶剂：
  • 增强平滑度和印刷适性。
  • 直接控制墨水吸收量。
  • 防止过多的墨水渗透。
  • 提高油墨附着力，减少油墨扩散。
• 内部施胶剂：
  • 提高防水性和耐用性。
  • 间接影响油墨吸收。

表面特性

光滑度和光泽度等表面特性会显著影响印刷质量。 烷基烯酮二聚体 (AKD) 施胶剂适用于内墙和外墙，可提高防水性能并加快固化速度。它们还能提高细粉和填料的保留率，使表面更光滑，光泽度更高。 轮廓测量研究 研究表明，经壳聚糖等表面施胶剂处理的纸张表面比未施胶的纸张更加光滑。纸张表面会形成一层连续的薄膜，防止油墨粘连，并支持高质量的书写和印刷。内部施胶剂可将施胶剂均匀分布于整张纸张，从而增强耐水性并提升纸张的整体质量。更光滑的表面可带来更好的光泽度和印刷适性，因此表面施胶对于优质印刷品至关重要。

可回收性和环境影响

内部施胶剂

内施胶剂在再生纸生产中起着至关重要的作用。针对旧瓦楞纸箱纸浆的环境研究表明，阳离子松香和明矾的组合显著提高了再生纸的耐水性。这种改进不会损害耐破度、抗拉强度或撕裂强度等机械性能。明矾作为阴离子垃圾收集器和稳定剂，增强了阳离子松香在纤维上的保留和取向。这一过程提高了疏水性，并弥补了再生纤维复杂的化学性质。研究人员已经确定了最佳用量——1.0% 明矾和 0.5% 阳离子松香——既经济高效，又环保。添加顺序和pH值条件进一步提升了性能。这些发现支持在再生纸中使用内施胶剂，从而兼顾可回收性和可持续性。

然而，一些环境问题仍然存在。

• 严格的法规限制某些化学品的使用，提高合规成本。
• 对淀粉和松香等天然原材料的依赖可能会带来供应链和环境挑战。
• 该行业面临着从工业废水中回收施胶剂的困难， 8–12% 的施用药剂会流失到废水中.
• 超过 65% 的造纸厂报告施胶损失超过每吨 4 公斤，增加了处理成本和环境影响。
• 原材料价格的波动，尤其是石化衍生剂的价格波动，增加了进一步的挑战。
• 该行业不断创新，开发可生物降解且无毒的替代品来解决这些问题。

表面施胶剂

为应对环境和监管压力，表面施胶剂经历了快速创新。制造商越来越多地采用固体形式，尤其是在再生纸板生产中。可生物降解和生物基施胶剂，例如天然淀粉和蛋白质混合物，正日益受到欢迎。这些施胶剂减少了对石化产品的依赖，并符合可持续发展目标。欧盟 REACH 等监管框架鼓励使用可生物降解的淀粉和蛋白质施胶剂，而关税则推动了国内采购和替代化学品的发展。

表面施胶剂在印刷和包装领域占据领先地位，能够提升印刷适性和耐磨性。数字化计量和实时质量控制的采用进一步减少了浪费，并提高了一致性。这些趋势使表面施胶剂成为寻求降低环境足迹并遵守不断演变的法规的制造商的首选。

工业偏好

何时使用内部尺寸

工业用纸制造商在需要纸张具有强防水性和结构完整性的应用场合，会选择内部施胶。当纸张在生产和最终使用过程中都必须承受湿气侵蚀时，内部施胶就变得至关重要。制造商通常在以下情况下选择这种方法：

1. 防水性是首要要求，特别是对于使用水性油墨或在潮湿环境下使用的纸张。
2. 漂白纸板产品（例如包装和食品容器）受益于内部施胶，通常使用 松香胶 以确保耐用性。
3. 含有沉淀碳酸钙的精细纸张需要合成树脂内施胶来保持性能和印刷质量。
4. 采用高硬度原料生产的纸张（其中含有钙或镁离子）依靠内部施胶来管理施胶效率并防止填料保留问题。
5. 预反应的明矾松香组合物可提高在具有挑战性的 pH 值和稠度条件下的施胶性能，特别是在浓稠和稀薄的原料配料中。
6. 制造商通常将特种纸（例如无菌包装）的内部施胶和表面施胶结合起来，以实现最大的防水性和阻隔性。

注意：制造商在浆料制备过程中控制pH值和稠度时，内部施胶效果最佳。这可确保施胶材料在纤维基质内实现最佳分布和保留。

制造商还考虑生产规模和成本。合成内施胶，例如 烷基烯酮二聚体（AKD），为大批量生产提供高效且一致的品质。与传统的明胶桶内施胶相比，内部施胶降低了劳动强度，适用于大规模工业生产。

何时使用表面施胶

表面施胶 在注重触感、适印性和表面强度的场合，表面施胶尤为重要。制造商在纸张成型后进行表面施胶，以增强纸张与油墨和涂料的相互作用。以下因素会影响是否使用表面施胶：

• 为了实现高质量的印刷和转换，纸张需要提高印刷清晰度、减少油墨渗色、增强表面光滑度。
• 应用需要特定的触觉纹理或光泽，例如优质书写纸、艺术纸和特殊包装。
• 表面施胶可以对纸张的外观进行有针对性的修改，支持复杂的艺术技巧，如水彩分层、水墨画或混合媒介。
• 湿度和储存等环境条件会影响施胶剂的选择。明胶基表面施胶剂在潮湿气候下可能会降解，而淀粉基或合成施胶剂则具有更高的稳定性。
• 寻求实现可持续发展目标的制造商越来越多地采用植物基或可生物降解的表面施胶剂，例如淀粉和纤维素衍生物。
• 成本和生产灵活性至关重要。表面施胶可以在不改变纸芯成分的情况下快速调整纸张特性，从而支持多样化的产品线和小批量生产。

提示：许多制造商使用 双重规模方法结合内部施胶和表面施胶，以平衡耐久性和精致的表面特性。该策略可满足严苛应用场合的功能性和美观性要求。

制造商还必须管理干燥过程中的各种变量，例如水的纯度、干燥时间和环境湿度。这些因素会影响纸张的最终性能，需要进行严格的过程控制，以确保施胶性能的一致性。

优点和缺点总结

内部施胶剂

内部施胶剂为工业造纸生产提供了几个独特的优势。它们提供 统一且可预测的尺寸 覆盖整张纸张，确保在严苛应用中始终如一的性能。这些施胶剂可防止油墨洇墨或渗色，从而提升印刷质量，适用于高质量的印刷和包装。内施胶剂还能增强抗液体渗透性，这对于对水分敏感的产品至关重要。通过增强纤维网络，它们可以提高纸张的强度和耐久性，同时还能提高尺寸稳定性，减少卷曲或翘曲等问题。

主要优势：

• 纸张大小均匀
• 提高打印质量和油墨控制
• 增强对水和其他液体的抵抗力
• 增加强度和耐用性
• 更好的尺寸稳定性

然而，内施胶剂存在诸多挑战。其生产和使用会释放挥发性有机化合物 (VOC)，引发环境问题。造纸厂必须投资于强化废水处理以去除残留化学物质，这会增加运营成本。严格的环境法规要求进一步增加内施胶剂的使用难度，尤其是在涉及有害化学物质的情况下。原材料价格波动（例如聚合物和淀粉的价格）可能会影响盈利能力。某些地区对内施胶剂的认知度和采用率有限，以及来自替代技术的竞争，也影响着市场的增长。

主要缺点：

• VOC排放带来的环境问题
• 废水处理和合规成本高
• 原材料价格波动
• 发展中市场采用率有限
• 来自替代技术和环保技术的竞争

实用提示：工业用户在选择内施胶剂时，应权衡性能优势与环保成本之间的平衡。密切关注法规变化并探索环保替代品有助于保持竞争力。

表面施胶剂

表面施胶剂在增强纸张表面性能方面发挥着至关重要的作用。它们形成一层连续的薄膜，紧密结合纤维，从而提高抗拉强度和抗压强度。这些施胶剂通过限制油墨渗透，显著改善了印刷适性，使图像更清晰锐利、色彩更鲜艳。表面施胶剂还能提供疏水屏障，从而提高防潮性和尺寸稳定性。尤其是淀粉基施胶剂，它具有生物降解性、低毒性等环境效益，并支持可持续发展目标。

业内专家指出 淀粉基表面施胶剂 符合循环经济原则。这些添加剂可减少碳足迹并支持合规性。然而，原材料的多样性和更高的生产成本可能带来挑战。合成聚合物虽然性能优异，但可能会使回收变得复杂，并增加环境影响。该行业持续创新，专注于酶改性和不含PFAS的添加剂，以在不牺牲性能的情况下提高可持续性。

注意：工业用户应根据具体的应用需求，结合印刷方式、环境法规和最终用途要求，选择合适的表面施胶剂。生物基和可生物降解剂的持续创新为可持续生产提供了新的机遇。

工业用户的实际考虑：

• 评估 防水性、印刷质量和强度要求 对于每个应用程序。
• 从性能和可持续性的角度来权衡天然上浆剂与合成上浆剂的优缺点。
• 监控环境法规和原材料市场趋势以管理成本和合规性。
• 在选择纸张生产用施胶剂时，应考虑技术进步和区域市场动态。

工业纸张生产商必须根据其特定目标制定相应的施胶策略。 下表重点介绍了主要区别 在工业应用中：

寻求高印刷质量和可持续性的生产商可能更喜欢阳离子淀粉，但 聚DADMAC基剂 提供更好的工业可行性。每个操作都应评估最终用途需求，并咨询技术专家，以优化性能和合规性。

FAQ

内部施胶剂和表面施胶剂的主要区别是什么？

内部施胶剂在纸张成型前与纸浆混合。表面施胶剂在纸张成型后施加于纸张上。内部施胶会改变整个纸张，而表面施胶仅作用于纸张的外层。

制造商可以同时使用内部施胶和表面施胶吗？

是的。许多制造商会结合使用这两种方法。这种方法可以提高耐水性、印刷适性和表面强度。双重施胶有助于满足包装纸和特种纸的严苛产品要求。

表面施胶剂比内部施胶剂更环保吗？

表面施胶剂 通常使用淀粉等可生物降解材料。这些药剂通常对环境的影响较小。内施胶剂可能使用合成化学品，这会增加废水处理需求。

施胶剂如何影响再生纸生产？

施胶剂可提高再生纸的耐水性和强度。 内部尺寸 有助于保持性能，而表面施胶则可提高印刷质量。制造商必须控制化学品损失并遵守环境法规。

工业造纸生产中施胶剂的选择受哪些因素影响？

制造商会考虑最终用途、印刷质量、防水性、成本和环境法规。他们会根据每种纸张等级和生产工艺的具体需求来选择施胶剂。