CN101381973B - 无碳复写纸含显色剂层的涂料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无碳复写纸含显色剂层的涂料及其应用，所述涂料包括如下质量的组分：轻质碳酸钙10～100份，高岭土0～90份，淀粉5～20份，胶乳10～30份，显色剂10～60份，复合分散剂0.2～5份，水50～80份。本发明的无碳复写纸CF层涂料配方，采用粒径细、粒径较均匀的轻质碳酸钙，配方中使用复合分散剂使制备的涂料粘度低、气泡少、动态表面张力较低，应用涂布纸显色速度快、显色密度高，白度高，色相均一，涂布质量好，涂层厚度均一，能够适应高速帘式涂布要求，具有良好的涂布效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于无碳复写纸含显色剂层的涂料。
背景技术
无碳复写纸可分为他显色和自显色两种，使用较多的是他显色无碳复写纸，一般是由三种纸页组成，分别为上纸、中纸和下纸。上纸又称背涂纸(代号CB，即Coated Back)，纸的背面涂有含力敏色素油的微胶囊；中纸又称正反双涂纸(代号CFB，即Coated Frontand Back)，纸的正面涂有显色剂，背面涂有含力敏色素油的微胶囊；下纸又称面涂纸(代号CF，即Coated Front)，纸面只涂有显色剂。自显色纸(代号SC，即Self-Contained)是在纸的背面涂含力敏色素油的微胶囊层，正面涂显色剂和含力敏色素油的微胶囊。
在无碳复写纸中有两种涂层：含有显色剂的CF层和含有发色剂的CB层。发色剂是一种特殊的无色染料，已溶解于不挥发的载体油中，被3～7μm的微胶囊包封起来。用力书写和打印的冲击压力可将微胶囊压破，使无色染料溶液流出与显色剂接触，发生化学反应呈现有色图文，从而达到复写的目的。
目前市场上的无碳复写纸含显色剂(简称CF，下同)层涂布方式主要有刮刀涂布、计量施胶压榨涂布、帘式涂布等，其中帘式涂布比一般涂布方式具有较高的涂布质量，涂层厚度均一、涂层遮盖率高，能够提高生产效率，减少涂布量。帘式涂布工作原理为1个带有狭窄缝隙的喷嘴产生一薄的液体膜，逐渐下降落到纸上，涂布量是经过精确计量的，喷出的涂料没有过量。
目前市场常见的无碳复写纸CF层涂料动态表面张力高，涂料随纸高速运行时伸展性差，涂料帘稳定性不好，且配方中的碳酸钙粒径粗、粒径体积分布宽，涂料运转性差，粘度高，气泡多，显色慢，显色密度低，不能适应帘式高速涂布要求，而且使用比例一般低于高岭土。
中国专利CN101113004A、CN101113007A、CN101113008A中提及的无碳复写纸涂料用轻质碳酸钙的制备方法和应用，然而现有技术中并没有无碳复写纸涂料用轻质碳酸钙在CF层涂料中的应用，特别是在无碳复写纸CF层帘式涂布中的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于无碳复写纸含显色剂层的涂料，以及这种涂料在无碳复写纸含显色剂层帘式涂布的应用。
用于无碳复写纸含显色剂层涂料包括如下质量的组分：
轻质碳酸钙 10～100份
高岭土 0～90份
淀粉 5～20份
胶乳 10～30份
显色剂 10～60份
复合分散剂 0.2～5份
水 50～80份
所说的轻质碳酸钙可为中国专利CN101113004A、CN101113007A、CN101113008A中提及的无碳复写纸涂料用轻质碳酸钙。无碳复写纸涂料用轻质碳酸钙是粒径小于2微米的颗粒占总体积的50～100％的轻质碳酸钙；
所说的高岭土为水洗高岭土或煅烧高岭土，所说的淀粉可以是木薯变性淀粉或玉米变性淀粉；
所述胶乳可以是丁苯胶乳、苯丙胶乳或羧基丁苯胶乳；
所述显色剂可以是活性白土、酚醛树脂或烷基水杨酸锌树脂。
所说的复合分散剂为聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的混合物。
复合分散剂中各组分的质量百分比如下：
聚丙烯酸钠 20～30％
六偏磷酸钠 15～25％
三聚磷酸钠 15～25％
水 余量
各组分百分比含量之和为100％。
复合分散剂的优选的配方为：
质量含固量为42％的聚丙烯酸钠/六偏磷酸钠/三聚磷酸钠的质量比为6：2：2。
根据实际应用需要，例如根据纸种的需要调节涂料的pH值，或为提高涂料的润滑性等，涂料配方中还可添加如下组分：羧甲基纤维素钠(CMC)、润滑剂(例如硬脂酸钙)或氢氧化钠中的一种以上，这些组分的含量以能达到实际应用效果为准。
以上各组分均可采用常规市售产品。
本发明的涂料，可以采用常规方法配制，例如：首先加入适量的水，分散锅电机低速1500～2000转/分，然后加入轻质碳酸钙、复合分散剂、高岭土等颜料，提高转速至3000～5000转/分，分散20分钟。降低分散速度至1500～2000转/分，逐渐加入CMC(羧甲基纤维素钠)，再高速分散20分钟。降低分散速度至1500～2000转/分，逐渐加入淀粉(质量浓度为30％的木薯淀粉，95℃预糊化30分钟后使用)，再高速分散20分钟。降低分散速度至1500～2000转/分，加入润滑剂(硬脂酸钙)，分散10分钟。再加入显色剂(烷基水杨酸锌树脂)，分散10分钟。再加入胶乳(丁苯胶乳)，分散10分钟。加氢氧化钠调节pH值至7.0—7.5。低速分散15分钟后停机，获得涂料。
所述的涂料在无碳复写纸CF层的涂料应用方法，采用帘式涂布。
所述帘式涂布为本领域的公知方法，如《帘式涂布的原理》(《国际造纸》2005年03期)文献报道的方法。
本发明的无碳复写纸CF层涂料配方，采用粒径细、粒径较均匀的轻质碳酸钙，配方中使用复合分散剂使制备的涂料粘度低、气泡少、动态表面张力较低，应用涂布纸显色速度快、显色密度高，白度高，色相均一，涂布质量好，涂层厚度均一，能够适应高速帘式涂布要求，具有良好的涂布效果。
具体实施方式
实施例1～8，对比实施例1
涂料配方见表1，均为质量配比％
其中：轻质碳酸钙为上海东升新材料有限公司生产的牌号为DS-CFPCC的无碳复写纸专用轻钙；
胶乳为上海东升新材料有限公司生产的牌号为DA-SA821的丙苯胶乳；
复合分散剂由质量含固量为42％的聚丙烯酸钠(上海东升新材料有限公司生产的牌号为DS-FS551的产品)、六偏磷酸钠和三聚磷酸钠复配而成，三者的质量比为6：2：2；高岭土为美国Huber Engineered Materials公司(邱博工程材料公司)生产的牌号为Polygloss90的高岭土；
淀粉为北海市豪兴贸易有限公司提供的牌号为HQ-2的木薯变性淀粉；
显色剂为河南新乡市瑞丰化工有限公司牌号为RD9870的树脂显色剂。
普通轻钙和普通分散剂均为常规市售产品。
配制方法，首先加入适量的水，分散锅电机低速1500转/分，然后加入轻质碳酸钙、复合分散剂、高岭土等，提高转速至3000转/分，分散20分钟。降低分散速度至1500转/分，逐渐加入CMC(羧甲基纤维素钠)，再3000转/分分散20分钟。降低分散速度至1500转/分，逐渐加入淀粉(质量浓度为30％的木薯淀粉，95℃预糊化30分钟后使用)，再3000转/分分散20分钟。降低分散速度至1500转/分，加入润滑剂(硬脂酸钙)，分散10分钟。再加入显色剂(烷基水杨酸锌树脂)，分散10分钟。再加入胶乳(丁苯胶乳)，分散10分钟。加氢氧化钠调节pH值至7.0。低速分散15分钟后停机，获得涂料。
涂料性能指标：
涂布实验检测结果：(车速1200m/min帘式涂布机，幅宽3650mm)
| 纸样日期 | 对比实施例1 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| 定量偏差％ | 1.0 | 0.8 | 0.9 | 0.4 | 0.4 | 0.3 | 0.5 | 1 | 1.2 |
| 白度(％) | 87.00 | 86.20 | 86.50 | 87.00 | 87.82 | 87.60 | 87.90 | 88.00 | 88.35 |
| 不透明度％ | 73.10 | 79.43 | 79.56 | 79.50 | 79.60 | 79.70 | 78.00 | 79.60 | 79.30 |
| 平滑度s | 65 | 125 | 112 | 109 | 110 | 113 | 120 | 105 | 98 |
| 显色灵敏度 | 88.60 | 94.60 | 94.70 | 94.90 | 95.01 | 95.13 | 95.10 | 95.00 | 94.30 |
| 显色密度 | 58.90 | 73.30 | 73.50 | 73.40 | 73.40 | 73.60 | 74.00 | 73.50 | 73.00 |
涂布纸的各项指标按如下国家标准进行检测：
GB 16797-1997无碳复写纸；
GB 450-89纸和纸板试样的采取
GB 456-89纸和纸板平滑度的测定法(别克法)
GB 451.2-89纸和纸板定量的测定法
GB 462-89纸和纸板水分的测定法
GB 1543-89纸不透明度测定法
GB 2828-87逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查)
GB 7974-87纸及纸板白度测定法(漫射/垂直法)
GB 10342-89纸张的包装和标志
GB 10739-89纸浆、纸和纸板试样处理与试验的标准大气
GB 16797-1997附录C显色灵敏度、显色密度
从涂布实验检测结果看，采用本发明无碳复写纸CF层涂料粘度低，应用涂布纸显色速度快、显色密度高，白度高，涂布质量好，定量偏差小，能够适应高速帘式涂布要求。
Claims (5)
1.无碳复写纸含显色剂层的涂料，其特征在于，包括如下质量的组分：
轻质碳酸钙 10～100份
高岭土 0～90份
淀粉 5～20份
胶乳 10～30份
显色剂 10～60份
复合分散剂 0.2～5份
水 50～80份；
所述轻质碳酸钙是粒径小于2微米的颗粒占总体积的50～100％的轻质碳酸钙；
所说的复合分散剂为聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠和水的混合物，复合分散剂中各组分的质量百分比如下：
聚丙烯酸钠 20～30％
六偏磷酸钠 15～25％
三聚磷酸钠 15～25％
水 余量
各组分百分比含量之和为100％。
2.根据权利要求1所述的无碳复写纸含显色剂层的涂料，其特征在于，所说的高岭土为水洗高岭土或煅烧高岭土，所说的淀粉是木薯变性淀粉或玉米变性淀粉。
3.根据权利要求1所述的无碳复写纸含显色剂层的涂料，其特征在于，所述胶乳是丁苯胶乳、苯丙胶乳或羧基丁苯胶乳。
4.根据权利要求1所述的无碳复写纸含显色剂层的涂料，其特征在于，所述显色剂是活性白土、酚醛树脂或烷基水杨酸锌树脂。
5.根据权利要求1～4任一项所述的无碳复写纸含显色剂层的涂料，其特征在于，涂料配方中还添加如下组分：羧甲基纤维素钠、润滑剂或氢氧化钠中的一种以上。
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