CN101446055B - 一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料及其制备方法，特征是在室温下将分散剂添加到去离子水中溶解；在溶解好的去离子水中加入改性膨润土，室温下分散；在改性膨润土分散液中加入二氧化硅分散，制得混合分散液；在搅拌的条件下混合分散液加入胶粘剂；再依次加入硅酮消泡剂、聚二甲基二烯丙基氯化铵及羧甲基纤维素，经混合搅拌均匀制得涂料液。本发明利用改性膨润土作为颜料制备无光泽彩色喷墨打印纸用涂料，能使无光泽彩色喷墨打印纸吸水性能好、固色性能好、色密度高，色彩还原性好，无洇渗，并达到降低无光泽彩色喷墨打印纸成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料及其制备方法，具体地说是将该种涂料涂覆在彩色喷墨打印纸上。
背景技术
彩色喷墨打印纸是一种涂布的加工纸。近几年来，随着数字化技术的飞速发展，数码成像技术得到了迅速的提高。喷墨打印因成本低、成像质量高而被广泛应用在广告、办公和家庭等诸多领域，成为数码成像的主要方式。由于喷绘设备的不断推陈出新，喷墨打印的质量已发生了质的飞跃，已经接近传统照片的质量水平。而相对于喷绘设备的更新换代速度，喷墨打印纸的发展显得严重滞后，尤其在我国，高质量喷墨纸涂层技术的开发还处于初期水平。目前国内市场上喷墨相纸，质量参差不齐，价格上也相差颇大。国内高档次的彩色喷墨打印纸市场主要被日本和美国几家品牌产品所占有。虽然国内现在有许多研究机构在进行这方面的研究工作并有少量生产，但质量普遍不高，始终没有超越爱普生(Epson)彩喷纸的性能，大多属于中低档产品。主要表现在不透明度、清晰度、分辨率、打印密度、防水性及色彩还原等方面仍存在差距。
彩色喷墨打印纸是纸张深加工的产物，它是将普通印刷用纸表面经过特殊涂布处理，使之即能吸收水性油墨又能使墨滴不向周边扩散，从而完整地保持原有的色彩和清晰度。
目前彩色喷墨打印纸多采用比表面大、粒度小、吸油量高的二氧化硅，但其缺点是成本较高。
中国专利CN1544252介绍了采用了粒径在8～15纳米氧化铝作为颜料的“一种防水高光喷墨打印介质”；中国专利CN1730281也介绍涂层中含颗粒尺寸在150纳米一下的氧化铝为颜料的“高光泽防水彩色喷墨打印相纸”；中国专利C N 1558025中公开了“高光泽彩色喷墨相片纸的制造方法”；中国专利CN1407173A公开的专利“喷墨打印纸”则在涂层中含有低聚糖和二价金属盐；中国专利CN1769588A则以纳米级二氧化钛、二氧化硅为颜料制备了“纳米级环保型彩色数码打印纸专用涂料”；中国专利CN1800491A公开的“一种喷墨打印介质的新型涂布材料及其制备方法”中则采用平均粒径为0.1～2μm的碳酸钙为涂层颜料；中国专利CN1775548A公开的“一种喷墨打印纸”采用的是碳酸钙、二氧化硅和高岭土为混合颜料；中国专利CN1814913A公开的“一种相片级高光防水彩色喷墨打印纸”中，其涂层含粒径为30～80纳米改性氧化铝和粒径小于20纳米的无机硅溶胶；中国专利CN1837463A“膨润土基纳米硅微孔膜及其制备方法、数码相纸”中采用膨润土作为涂层中底层涂料的颜料，面层采用纳米硅为颜料。上述专利中虽然在喷墨打印纸质量上获得较的效果，但仍然存在成本偏高的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料及其制备方法，利用改性膨润土作为颜料制备无光泽彩色喷墨打印纸用涂料，能使无光泽彩色喷墨打印纸吸水性能好、固色性能好、色密度高，色彩还原性好，无洇渗，并达到降低无光泽彩色喷墨打印纸成本的目的。
按照本发明提供的技术方案，一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料采用以下配方比例组成(配方比例按重量份数计)：
取改性膨润土：2.3～11.22份、二氧化硅：7.5～9.0份、胶粘剂：3.4～5.6份、分散剂：0.05～0.08份、聚二甲基二烯丙基氯化铵：0.2～0.38份、硅酮消泡剂：0.006～0.009份、羧甲基纤维素：0.1～0.19份、去离子水：75～85份；
在室温下将分散剂添加到去离子水中溶解；在溶解好的去离子水中加入改性膨润土，室温下分散；在改性膨润土分散液中加入二氧化硅分散，制得混合分散液；在搅拌的条件下混合分散液加入胶粘剂；再依次加入硅酮消泡剂、聚二甲基二烯丙基氯化铵及羧甲基纤维素，经混合搅拌均匀制得涂料液。
本发明一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料，采用以下工艺步骤：(配方比例按重量份数计)：
1、在室温下将分散剂0.05～0.08份添加到去离子水75～85份中溶解；在溶解液中加入改性膨润土2.3～11.22份，室温下分散为改性膨润土分散混合液；分散转速：3000～3500r/min；分散时间：30～45min；改性膨润土分散混合液质量百分浓度为3～12％；
2、在改性膨润土分散液中加入二氧化硅7.5～9.0份分散，制得改性膨润土和二氧化硅混合分散液；分散转速：3000～3500r/min；分散时间：30～45min；混合分散液质量百分浓度12～19％；
3、在搅拌的条件下，改性膨润土和二氧化硅混合分散混合液中加入胶粘剂3.4～5.6份，再依次加入硅酮消泡剂0.006～0.009份、聚二甲基二烯丙基氯化铵0.2～0.38份及羧甲基纤维素0.1～0.19份，经混合搅拌均匀制得涂料液；搅拌转速：2500～3000r/min；搅拌时间：20～30min。
本发明所述改性膨润土粒径为0.8～1.9微米，其比表面为27m2/g。
本发明所述胶粘剂可以采用聚乙烯醇(1788)或丁苯胶乳或改性淀粉。
本发明所述分散剂可以采用聚丙烯酸钠或六偏磷酸钠。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
本发明由于其涂层中含有改性膨润土取代了部分二氧化硅，在保证打印质量的前提下明显降低了原料的成本，同时改性膨润土虽然是片状结构，但受改性影响使其结构变得更加疏松，比表面积增大，分散后的颗粒具有很高的比表面积。这种结构可能使水分快速通过涂层，同时层状的膨润土本身具有较强的吸附能力，从而能够快速吸收水分和吸附染料，避免侧向扩散，防止洇渗。膨润土为片状结构，压光时易定向排列，有利于提高平滑度。经改性处理后，膨润土颗粒表面溶出部分离子，孔隙增大，增加了表面微观粗糙度，提高了光的散射系数，导致光泽度较低，不透明度大。
本发明由于加入聚乙烯醇，聚乙烯醇的作用主要是粘结和提高纸张涂料的粘度。由于添加硅酮消泡剂、聚二甲基二烯丙基氯化铵及羧甲基纤维素助剂可以提高涂料质量，改善涂布工艺操作，满足纸张打印性能和其它物理性能。
本发明为改善打印纸的抗水性能，提高打印纸的固色能力，涂层中含有少量的抗水剂，确保纸张打印干燥后喷墨打印机的水性油墨能牢固地吸附在涂层上，打印完全干燥后浸水无大幅度降低色密度的现象，提高纸张打印后的抗水性能。
本发明由于本发明的涂层中含改性膨润土为颜料的无光泽彩色喷墨打印纸，既能快速吸收油墨又能使油墨不扩散，使墨滴边缘锐利而不洇渗，色彩还原性好，抗水性高。打印的图像清晰、鲜明、有层次感，打印后油墨因涂层快速吸收水分而干燥迅速，通过添加抗水剂使纸张具有较好的耐水性能，能够适应各种品牌的彩色喷墨打印机。
具体实施方式
下面本发明将结合实施例作进一步描述：
实施例一：本发明一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料的制备方法，采用以下工艺步骤：(配方比例按重量份数计)：
1、在室温下将聚丙烯酸钠0.05份添加到去离子水85份中溶解；在溶解好的去离子水中加入改性膨润土2.3份，室温下分散；采用GFJ-0.4型高速分散机，分散转速：3500r/min；分散时间：45min；改性膨润土分散液质量百分浓度：3％；2、在改性膨润土分散液中加入二氧化硅9.0份分散，制得改性膨润土和二氧化硅混合分散液；分散转速：3000r/min；分散时间：30min；混合分散液质量百分浓度：12％；3、在搅拌的条件下，改性膨润土和二氧化硅混合分散混合液中加入聚乙烯醇(1788)3.4份，再依次加入硅酮消泡剂0.006份、聚二甲基二烯丙基氯化铵0.2份及羧甲基纤维素0.1份，经混合搅拌均匀制得涂料液；搅拌转速：2500r/min；搅拌时间：20min。
将上述涂料液涂布在无光泽彩色喷墨打印纸的基材上；
无光泽彩色喷墨打印纸加工条件：
涂料固含量(wt％)：15；
涂布量：10.3g/m2；
涂布基材：定量为80克的原纸；
干燥条件：温度100℃，时间为30～40秒；
涂布方式：采用刮棒涂布。
采用上述涂料制备的无光泽彩色喷墨打印纸的性能测定结果如下：
光泽度(75°)(％)：9.2
白度(％ISO)： 93.3
不透明度(％)： 93.64
平滑度(s)： 23
抗水性(％)： 21.61
洇渗： 5
色密度：0.91/1.14/1.01(青色/品红/黄色)
实施例二：本发明一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料的制备方法，采用以下工艺步骤：(配方比例按重量份数计)：
1、在室温下将聚丙烯酸钠0.06份添加到去离子水80份中溶解，在溶解好的去离子水中加入改性膨润土6份，室温下分散；采用GFJ-0.4型高速分散机，分散转速：3500r/min；分散时间：45min；改性膨润土分散液质量百分浓度：7％；2、在改性膨润土分散液中加入二氧化硅8.0份分散，制得改性膨润土和二氧化硅混合分散液；分散转速：3000r/min；分散时间：30min；混合分散液质量百分浓度：15％；3、在搅拌的条件下，改性膨润土和二氧化硅混合分散混合液中加入聚乙烯醇3份和改性淀粉1.5份，再依次加入硅酮消泡剂0.008份、聚二甲基二烯丙基氯化铵0.3份及羧甲基纤维素0.15份，经混合搅拌均匀制得涂料液；搅拌转速：2800r/min；搅拌时间：25min。
将上述涂料液涂布在无光泽彩色喷墨打印纸的基材上；
无光泽彩色喷墨打印纸加工条件：
涂料固含量(wt％)：20；
涂布量：10.8g/m2；
涂布基材：定量为80克的原纸；
干燥条件：温度100℃，时间为30～40秒；
涂布方式：采用刮棒涂布。
采用上述涂料制备的无光泽彩色喷墨打印纸的性能测定结果如下：
光泽度(75°)(％)：6.9
白度(％ISO)： 93.25
不透明度(％)： 93.58
平滑度(s)： 24
抗水性(％)： 19.51
洇渗： 5
色密度：0.89/1.09/1.01(青色/品红/黄色)
实施例三：本发明一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料的制备方法，采用以下工艺步骤：(配方比例按重量份数计)：
1、在室温下将聚丙烯酸钠0.08份添加到去离子水80份中溶解；在溶解好的去离子水中加入改性膨润土11.2份，室温下分散；采用GFJ-0.4型高速分散机，分散转速：3500r/min；分散时间：45min；改性膨润土分散液质量百分浓度：12％；2、在改性膨润土分散液中加入二氧化硅7.5份分散，制得改性膨润土和二氧化硅混合分散液；分散转速：3000r/min；分散时间：30min；混合分散液质量百分浓度：19％；3、在搅拌的条件下，改性膨润土和二氧化硅混合分散混合液中加入丁苯胶乳5.6份，再依次加入硅酮消泡剂0.009份、聚二甲基二烯丙基氯化铵0.38份及羧甲基纤维素0.19份，经混合搅拌均匀制得涂料液；搅拌转速：3000r/min；搅拌时间：30min。
将上述涂料液涂布在无光泽彩色喷墨打印纸的基材上；
无光泽彩色喷墨打印纸加工条件：
涂料固含量(wt％)：25；
涂布量：10.9g/m2；
涂布基材：定量为80克的原纸；
干燥条件：温度100℃，时间为30～40秒；
涂布方式：采用刮棒涂布。
采用上述涂料制备的无光泽彩色喷墨打印纸的性能测定结果如下：
光泽度(75°)(％)：5.1
白度(％ISO)： 92.35
不透明度(％)： 94.18
平滑度(s)： 26
抗水性(％)： 16.92
洇渗： 5
色密度：0.86/1.05/1.05(青色/品红/黄色)
Claims (5)
1.一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料，其特征是采用以下配方比例组成，配方比例按重量份数计：
取改性膨润土：2.3～11.22份、二氧化硅：7.5～9.0份、胶粘剂：3.4～5.6份、分散剂：0.05～0.08份、聚二甲基二烯丙基氯化铵：0.2～0.38份、硅酮消泡剂：0.006～0.009份、羧甲基纤维素：0.1～0.19份、去离子水：75～85份；
在室温下将分散剂添加到去离子水中溶解；在溶解的去离子水中加入改性膨润土，室温下分散为改性膨润土分散液；在改性膨润土分散液中加入二氧化硅分散，制得混合分散液；混合分散液在搅拌的条件下加入胶粘剂；再依次加入硅酮消泡剂、聚二甲基二烯丙基氯化铵及羧甲基纤维素，经混合搅拌均匀制得涂料。
2.根据权利要求1所述的一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料，其特征在于所述改性膨润土粒径为0.8～1.9微米，其比表面为27m2/g。
3.根据权利要求1所述的一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料，其特征在于所述胶粘剂采用聚乙烯醇或丁苯胶乳或改性淀粉。
4.根据权利要求1所述的一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料，其特征在于所述分散剂采用聚丙烯酸钠或六偏磷酸钠。
5.一种无光泽彩色喷墨打印纸涂料的制备方法，其特征是：采用以下工艺步骤：配方比例按重量份数计：
(1)、在室温下将分散剂0.05～0.08份添加到去离子水75～85份中溶解；在溶解好的去离子水中加入改性膨润土2.3～11.22份，室温下分散为改性膨润土分散液；分散转速：3000～3500r/min；分散时间：30～45min；改性膨润土分散液质量百分浓度3～12％；
(2)、在改性膨润土分散液中加入二氧化硅7.5～9.0份分散，制得改性膨润土、二氧化硅混合分散液；分散转速：3000～3500r/min；分散时间：30～45min；混合分散液质量百分浓度12～19％；
(3)、在改性膨润土、二氧化硅混合分散混合液中加入胶粘剂3.4～5.6份，再依次加入硅酮消泡剂0.006～0.009份、聚二甲基二烯丙基氯化铵0.2～0.38份及羧甲基纤维素0.1～0.19份，经混合搅拌均匀制得涂料；搅拌转速：2500～3000r/min；搅拌时间：20～30min。
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