CN101280535A - 一种高光泽彩喷纸用涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高光泽彩喷纸用涂料及其制备方法和应用，该彩喷纸用涂料是按下述方法制备得到：将质量浓度45～50％的胶体二氧化硅浆料与质量浓度30％的高分子水溶液混合，搅拌均匀后，即得到本发明的高光泽彩喷纸用涂料，胶体二氧化硅浆料与高分子水溶液的绝干质量比例为3∶1～4∶1。本发明的高光泽彩喷纸用涂料可在纸张涂布中应用，与现有的气相硅彩喷纸用涂料相比，本发明的彩喷纸用涂料形成的纸涂层具有更加优异的光泽度，大幅提高涂料浓度，可以采用高速涂布。
Description
技术领域
本发明属于材料应用领域，特别涉及一种高光泽彩喷纸用涂料及其制备方法和在改善纸表面性质中的应用。
背景技术
高光泽喷墨打印纸是一种用喷墨打印机真实再现图像的新型记录纸，光泽和打印质量决定了纸的等级。
光泽是涂布喷墨纸的重要指标之一。光泽的定义是反射光强度对入射光强度的比。由于光泽测量时受入射光角度、入射光波长的影响，Tappi光泽定义了纸的专用测量方法，即固定了入射光角度为75°，入射光波长为550nm，这样高光泽只受材料的折射率和表面的粗糙度影响。除TiO2外，通常纸的表面处理材料有相近的折射率，这样光泽度可反映出纸的表面粗糙程度。
打印质量是喷墨纸的另一个重要参数。它通常采用对打印图形分析油墨密度、墨点形状和大小来描述。墨点形状反映出墨水沿表面各个方向扩散的均匀程度，形状越圆越理想；墨点的大小则体现出墨水在表面的扩散程度，用点的面积表示。好的涂层应能快速吸收水分，固着色料使图像逼真，使点的面积小。氧化硅由于其高度亲水性、高孔隙率和表面积，是理想的喷墨涂布纸的处理材料。
二氧化硅有四种不同的形态：气相二氧化硅(简称气相硅)、凝胶二氧化硅(简称凝胶硅)、沉淀二氧化硅(简称沉淀硅)和胶体二氧化硅(简称胶体硅)。前三种形态的硅都已开发并在高光或哑光喷墨纸上有商业运用，但是它们的分散液固形物浓度都不高，在30％左右，因而不能配制成较高浓度的彩喷纸涂料，也不能用较高速的普通涂布机(如刮刀和气刀等)进行涂覆。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种较高浓度的全二氧化硅作颜料的高光泽彩喷纸用涂料，其浓度比现有的全二氧化硅涂料高20％左右，完全可以采用高速刮刀涂布，且涂层光泽度高，涂层吸墨性好。
本发明的另一目的在于提供一种上述纸用涂料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述涂料在纸张涂布中的用途，可采用高速涂布方法，提高产能，同时改善彩喷纸表面性质，特别是提高成纸光泽度。
本发明通过下述技术方案实现：一种高光泽彩喷纸用涂料，是按下述方法制备得到：将质量浓度45～50％的胶体二氧化硅(简称胶体硅)浆料与质量浓度30％的高分子水溶液混合，搅拌均匀后，即得到高光泽彩喷纸用涂料，所述胶体二氧化硅浆料与高分子水溶液的绝干质量比例为3∶1～4∶1。
上述高光泽彩喷纸用涂料的制备方法，包括如下步骤：将质量浓度45～50％的胶体二氧化硅(简称胶体硅)浆料与质量浓度为30％的高分子水溶液混合，搅拌均匀后，即得到高光泽彩喷纸用涂料，所述胶体二氧化硅浆料与高分子水溶液的绝干质量比例为3∶1～4∶1。
为了更好地实现本发明，所述胶体二氧化硅浆料平均粒径为100～350nm，PH为9～10。所述高分子水溶液(作为胶粘剂)为聚乙烯醇(PVOH)水溶液。
所述搅拌的时间为30分钟，转速为200转/分钟。
所述高光泽彩喷纸用涂料的固含量为40～48％；粘度为700～1300cp(6#，100rpm，Brookfield粘度计)。
所述高光泽彩喷纸用涂料可以与常规纸用涂料一样根据需要添加少量的助剂，如消泡剂、润滑剂、防腐剂、增稠剂、保水剂、固色剂等。
所述高光泽彩喷纸用涂料可直接应用于纸张涂布，涂布方式为高速刮刀涂布(涂布车速3000ft/min)，涂布量为5～20克/米2(gsm)，大大提高成纸产量，成纸光泽度高。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
首先，在提高成纸光泽方面(如图1所示)，本发明高光泽彩喷纸用涂料比气相硅涂料的成纸光泽度高10度以上(75°光泽)。此外，彩喷纸涂层的打印性能较好，表现在色密度、墨点的圆度和大小方面，本发明高光泽彩喷纸用涂料与气相硅涂料结果相当(如图2、3和表1)。最后，本发明的高光泽彩喷纸用涂料的高剪切流变性能优良(如图4、5所示)，保证涂料在高速涂布过程中运行稳定。
与现有的纸用涂料相比，本发明的高光泽彩喷纸用涂料可以采用高速涂布方式，形成的纸涂层具有更加优异的光泽度，形成的涂层打印性能与气相硅涂层相当。本发明高光泽彩喷纸用涂料的成功，将摆脱现在彩喷纸用涂料涂布方式特殊、涂布速度极低、产量也低的问题，开拓彩喷纸用涂料技术的新领域。
表1 CLC样品(高速刮刀涂布后纸样)打印的油墨点圆度和点面积
注：表中点面积单位为平方微米，FS表示气相硅涂料，Epson指市售高光Epson喷墨相纸。
附图说明
图1为本发明高光泽彩喷纸用涂料与气相硅涂料的涂布量与光泽，PVOH(聚乙烯醇)作为胶粘剂(图中“FS”表示气相硅涂料，“样品A，样品B，样品C和样品D”表示本发明制备的4种彩喷纸用涂料)。
图2为CLC样品用Epson Pro 5000(1440dpi)打印机打印后的蓝、品红、黄和黑四种颜色色密度图(横轴标“Epson”指市售Epson高光喷墨相纸)。
图3为CLC样品用HP Designjet 20ps打印机打印后的蓝、品红、黄和黑四种颜色色密度图(横轴标“HP”指市售HP高光喷墨相纸)。
图4为本发明的高光泽彩喷纸用涂料样品C的高剪切流变学图(图中RPM是转速单位即转/每分钟，为纵座标，Kilodyne·cm是力矩单位，即千达因·厘米，为横座标，两个环状曲线是高光泽彩喷纸用涂料连续两次的测量结果)。
图5为本发明的高光泽彩喷纸用涂料样品A的高剪切流变学图(图中RPM是转速单位即转/每分钟，为纵座标，Kilodyne·cm是力矩单位，即千达因·厘米，为横座标，两个环状曲线是高光泽彩喷纸用涂料连续两次的测量结果)。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将质量浓度50％的胶体二氧化硅浆料(胶体硅浆料)，与质量浓度30％的PVOH水溶液混合，搅拌均匀后，即得到高光泽彩喷纸用涂料，胶体二氧化硅浆料平均粒径为100nm，PH为9，胶体二氧化硅浆料与PVOH水溶液的绝干质量比3∶1。
上述彩喷纸用涂料的固含量为48％，粘度为1300cp；在涂布量14gsm时，成纸光泽度提高64度。
当上述纸用涂料施涂在定量160克每平方米、光泽度为14％的原纸上时，涂布量为14gsm时得到的成纸光泽度为78％。
实施例2
将质量浓度45％的胶体二氧化硅浆料(胶体硅浆料)，与质量浓度30％的PVOH水溶液混合，搅拌30分钟，转速为200转/分钟，均匀后，即得到高光泽彩喷纸用涂料，所述胶体二氧化硅浆料平均粒径为350nm，PH为10；胶体二氧化硅浆料与PVOH水溶液的绝干质量比4∶1。
上述彩喷纸用涂料的固含量为40％，粘度为700cp；在涂布量14gsm时，成纸光泽度提高60度。
当上述纸用涂料施涂在定量160克每平方米、光泽度为14％的原纸上时，涂布量为14gsm时得到的成纸光泽度为74％。
实施例3
将质量浓度48％的胶体二氧化硅浆料(胶体硅浆料)，与质量浓度30％的PVOH水溶液混合，搅拌均匀后，即得到高光泽彩喷纸用涂料，所述胶体二氧化硅浆料平均粒径为250nm，PH为9.5，胶体二氧化硅浆料与PVOH水溶液的绝干质量比7∶2。
上述彩喷纸用涂料的固含量为48％，粘度为1300cp；在涂布量14gsm时，成纸光泽度提高64度。
当上述纸用涂料施涂在定量160克每平方米、光泽度为14％的原纸上时，涂布量为14gsm时得到的成纸光泽度为78％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1、一种高光泽彩喷纸用涂料，其特征在于：所述高光泽彩喷纸用涂料是按下述方法制备得到：将质量浓度45～50％的胶体二氧化硅浆料与质量浓度30％的高分子水溶液混合，搅拌均匀后，即得到高光泽彩喷纸用涂料，所述胶体二氧化硅浆料与高分子水溶液的绝干质量比例为3∶1～4∶1。
2、权利要求1所述的一种高光泽彩喷纸用涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将质量浓度45～50％的胶体二氧化硅浆料与质量浓度为30％的高分子水溶液混合，搅拌均匀后，即得到高光泽彩喷纸用涂料，所述胶体二氧化硅浆料与高分子水溶液的绝干质量比例为3∶1～4∶1。
3、根据权利要求2所述的一种高光泽彩喷纸用涂料的制备方法，其特征在于：所述胶体二氧化硅浆料平均粒径为100～350nm，PH为9～10。
4、根据权利要求2所述的一种高光泽彩喷纸用涂料的制备方法，其特征在于：所述高分子水溶液为聚乙烯醇水溶液。
5、根据权利要求2所述的一种高光泽彩喷纸用涂料的制备方法，其特征在于：所述搅拌的时间为30分钟，转速为200转/分钟。
6、根据权利要求2所述的一种高光泽彩喷纸用涂料的制备方法，其特征在于：所述高光泽彩喷纸用涂料的固含量为40～48％，粘度为700～1300cp。
7、权利要求1所述的一种高光泽彩喷纸用涂料在纸张涂布中的应用。
8、根据权利要求7所述的一种高光泽彩喷纸用涂料在纸张涂布中的应用，其特征在于：所述高光泽彩喷纸用涂料在纸张涂布中的涂布方式为高速刮刀涂布，涂布量为5～20克/米2。
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| CNA2008100282089A CN101280535A (zh) | 2008-05-21 | 2008-05-21 | 一种高光泽彩喷纸用涂料及其制备方法和应用 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103194931A (zh) * | 2013-03-12 | 2013-07-10 | 湖南省造纸研究所有限公司 | 一种高光泽彩喷相纸涂料 |
| CN108486953A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-09-04 | 内蒙古工业大学 | 一种提高彩喷打印纸性能的涂料的制备方法及涂布工艺 |
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2008
- 2008-05-21 CN CNA2008100282089A patent/CN101280535A/zh active Pending
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