CN101806013A - 用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料及其制备方法和应用，作为面涂料，经涂布机施涂后的双面涂布白板纸既适合高级印刷又适合吸塑使用。本发明的的面涂料，包括如下组分和含量：高岭土20～50质量份，碳酸钙50～80质量份，胶乳10～18质量份，水25～35质量份，本发明的组分还包含分散剂、润滑剂、抗水剂、杀菌剂、pH调节剂和功能性助剂：0.6～3.0质量份的PC4200大豆蛋白。加入此功能性助剂可打开涂层的封闭性，提高涂料的遮盖性，减少木浆的使用量，降低成纸的平滑度，有利于吸塑油的渗透。此涂料通过涂布机施涂于板纸上可以赋予板纸良好的油墨接受性，大幅度改善纸面的遮盖性，具有较低的平滑度和粗糙度，有良好的印刷适应性。
Description
技术领域
本发明属于涂布白板纸涂料的技术领域，具体涉及一种双面涂布白板纸涂布层的面涂料及其制备方法和应用。
背景技术
当今市场上由于吸塑包装的透明性给选购者带来很大的方便，吸塑包装的精美印刷也对选购者有很大的吸引力，所以广受包装设计界的青睐。所谓的吸塑包装就是将泡壳(通常所说的塑料膜片)热合在印刷后的带有吸塑油的纸板表面上，所以对纸板的要求是既适合印刷又适合吸塑。目前市场上普通的双面涂布白板纸不适合吸塑，不能满足既适合印刷又适合吸塑的要求，通常存在如下问题：1.表面涂层封闭太密实；2.纸板平滑度太高，不利于吸塑油的渗透；3.纸板挺度低，不能承受包装物的重量。此外，普通的双面涂布白板纸的纸面为了追求漂亮，大量使用木浆，造成木材的大量浪费。
发明内容
本发明目的是针对上述已有技术存在的问题提供一种用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料及其制备方法和应用，生产出既适合高级印刷又适合吸塑使用的双面涂布白板纸。
本发明的双面涂布白板纸涂布层的面涂料，包括如下组分和含量：
高岭土 20～50质量份
碳酸钙 50～80质量份
胶乳 10～18质量份
水 25～35质量份
其中所涉及的高岭土、碳酸钙的粒径小于2μm的颗粒占总体积的85％以上，平均粒径在1.0μm左右，胶乳是羧基丁苯胶乳，要求玻璃化温度大于10℃，粒径在130～160μm之间；
本发明的组分还包含下列助剂：
0.04～0.2质量份的分散剂；
0.1～1.0质量份的润滑剂；
0.3～1.2质量份的抗水剂；
0.01～0.05质量份的杀菌剂；
可将涂料PH值调节为9.0～9.5的PH调节剂；
其中分散剂为聚合聚丙烯酸钠类，润滑剂为聚氧化乙烯类或硬脂酸钙类，抗水剂为聚酰胺聚脲类或乙二酸类，杀菌剂为异塞唑啉酮或卤素类，PH调节剂为氢氧化钠或氨水；
本发明的组分还包含有功能性助剂：
0.6～3.0质量份的PC4200大豆蛋白；
所涉及的PC4200大豆蛋白是一种经化学处理而成的高分子聚合物产品，带有阴阳两种电荷，具有以下特性：
外观：白色粉末
水分：5～9％
粘度：15～45cps/25℃(brookfiel粘度计，9％的固含量)
PH值：8.5～10.5(9％的固含量)
这种大豆蛋白是美国杜邦公司近年来在造纸领域研究开发出的产品，该公司研制成功的Pro-Cote系列大豆蛋白聚合物是一种特别设计的多功能化学改性大豆蛋白，作为造纸辅助胶粘剂的替代物，可用于涂料、胶合木板的粘接等许多领域。
优选的，PC4200大豆蛋白是0.8～2.6质量份。
本发明的组分还包含有50ppm～350ppm的色相调节剂。
所述色相调节剂为有机颜料。
本发明的用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料的制备方法，包括如下工艺步骤：
将高岭土、碳酸钙的分散液及分散剂混合搅拌10～15min，加入有机颜料再分散5～10min，上述物质分散均匀后，再将称量好的PC4200大豆蛋白均匀缓慢地投入混合溶液中，加入完毕再分散20～30min，取样观测混合溶液中是否还存在大豆蛋白絮凝块，当完全没有絮凝块、呈现为均匀流动的液体时，再加入胶乳搅拌5～10min，最后加入抗水剂、润滑剂、杀菌剂及PH调节剂，加入完毕后再搅拌10～15min，获得面涂料产品。面涂料的PH值为9.0～9.5，固含量65±1％，粘度900～1100cps/25℃/60rpm。
本发明的用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料的应用，作为面涂料，经涂布机施涂后的双面涂布白板纸既适合高级印刷又适合吸塑使用。
本发明具有以下有益效果：
1.传统的功能性助剂为羧甲基纤维素钠需要蒸煮后以溶液的形式加入且固含量为10％，而经过改性的PC4200大豆蛋白可以以粉末的形式直接加入，固含量为95％，这样即减少了蒸煮工序，降低了能耗，又提高了涂料的固含量；
2.这种经过改性的大豆蛋白具有两性电荷，其阴离子既可与矿物颜料相互作用使最终的涂层具有更高的孔隙率，又可与涂料中的净阴电荷形成良好的涂层稳定性。其阳离子与带有负电荷的颜料相互作用使其增加涂料的有效浓度，从而得到更高的松厚度及涂料固化过程中较好的保留性。而传统的羧甲基纤维素钠本身只有阴离子，它在涂料中的作用机理为：羧甲基纤维素钠一部分被吸附在颜料上和未吸附的羧甲基纤维素钠形成网状结构，网状结构有极大的保水性，但在100％的碳酸钙的涂料中的保水机理则依赖于液相；
3.这种改性的大豆蛋白能使涂层快速固化形成均一的微孔性，而羧甲基纤维素钠则干燥的较慢；
4.这种改性的大豆蛋白中的疏水基能控制胶粘剂的迁移并改善色调的均匀性，而羧甲基纤维素钠在不利条件下容易形成色调不均；
5.由于这种改性的大豆蛋白具有极高的保水性，这种过多的保水性降低了成纸的平滑度，而羧甲基纤维素钠则赋于成纸较高的平滑度，平滑度高则不利于吸塑的稳定。
加入此功能性助剂可以打开涂层的封闭性，提高涂料的遮盖性，减少木浆的使用量(可减少木浆的60％，用白纸边替代)，降低成纸的平滑度，有利于吸塑油的渗透。
此涂料通过涂布机施涂于板纸上可以赋予板纸良好的油墨接受性，大幅度改善纸面的遮盖性，具有较低的平滑度和粗糙度，有良好的印刷适应性。
此外，在面涂料中加入有机颜料用于调色，可改善涂布白板纸的色相，产生明显的视觉效果，提高产品的档次；大豆蛋白采用均匀缓慢地投入混合溶液的方法和直观观测混合溶液中是否还存在大豆蛋白絮凝块的方法，简便易行，切实可靠，最终可获得合格产品。
具体实施方式
实施例1～6(其中实验五及实验六胶乳的类型不同)
涂料配方
其中：实验一到实验五的胶乳为玻璃化温度小于10℃，实验六的胶乳为玻璃化温度大于10℃；实验四因大豆蛋白的用量少，采用增稠剂调节涂料的粘度；其它各种助剂已加入。
涂料性能指标：
成纸检测结果如下表：
从上述的实验数据可以看出，加入大豆蛋白后涂料的固含量及保水值显著上升，成纸指标中油墨吸收性有所改善有利于印刷质量的提高，平滑度明显下降给吸塑油的渗透创造了有利条件。
涂布试验的品种是400g/m2的双面涂布白板纸，其中正面从面到底所用的原料配比为——面浆：40g/m2；衬浆：40g/m2；芯浆：230g/m2；底衬浆：45g/m2；底浆：45g/m2。在造纸机中生产出的原纸面层经过两道涂布，背面经过一道涂布，其中，面涂料(本发明的涂料)：15g/m2；底涂料：15g/m2，两次涂布的总涂布量控制在30g/m2左右；背涂料：25g/m2。涂布后进行热风干燥，温度为100～120℃，干燥后采用压光机压光，然后调节水分进入卷曲部即为成品纸。
以上各项指标的物理测试均参照涂布白板纸的国家标准GB/T10335.4-2004进行检测，以下是各项物理测试指标及测试方法：
1.白度：GB/T7974-2004纸、纸板和纸浆亮度(白度)的测定(漫射/垂直法)
2.光泽度：GB/T8941.3-2004纸和纸板镜面光泽度测定法(75°角测定法)
3.平滑度：GB/T456-2004纸和纸板平滑度测定法
4.油墨吸收性：GB/T12911-2004纸和纸板油墨吸收性的测定法
5.表面强度：GB/T456-2004纸和纸板印刷表面强度的测定法(电动加速法)
Claims (7)
1.用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料，其特征在于，包括如下组分和含量：
高岭土 20～50质量份
碳酸钙 50～80质量份
胶乳 10～18质量份
水 25～35质量份
所涉及的高岭土、碳酸钙的粒径小于2μm的颗粒占总体积的85％以上，平均粒径在1.0μm左右，胶乳是羧基丁苯胶乳，要求玻璃化温度大于10℃，粒径在130～160μm之间；
本发明的组分还包含下列助剂：
0.04～0.2质量份的分散剂；
0.1～1.0质量份的润滑剂；
0.3～1.2质量份的抗水剂；
0.01～0.05质量份的杀菌剂；
可将涂料PH值调节为9.0～9.5的PH调节剂；
本发明的组分还包含有功能性助剂：
0.6～3.0质量份的PC4200大豆蛋白；
所涉及的PC4200大豆蛋白外观为白色粉末，水分为5～9％，粘度为15～45cps/25℃(brookfiel粘度计，9％的固含量)，PH值为8.5～10.5(9％的固含量)。
2.根据权利要求1所述的用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料，其特征在于，分散剂为聚合聚丙烯酸钠类，润滑剂为聚氧化乙烯类或硬脂酸钙类，抗水剂为聚酰胺聚脲类或乙二酸类，杀菌剂为异塞唑啉酮或卤素类，PH调节剂为氢氧化钠或氨水。
3.根据权利要求1或2所述的用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料，其特征在于，PC4200大豆蛋白是0.8～2.6质量份。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料，其特征在于，本发明的组分还包含有50ppm～350ppm的色相调节剂。
5.根据权利要求4所述的用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料，其特征在于，所述色相调节剂为有机颜料。
6.根据权利要求1～5任一项所述的用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料的制备方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：
将高岭土、碳酸钙的分散液及分散剂混合搅拌10～15min，加入有机颜料再分散5～10min，上述物质分散均匀后，再将称量好的PC4200大豆蛋白均匀缓慢地投入混合溶液中，加入完毕再分散20～30min，取样观测混合溶液中是否还存在大豆蛋白絮凝块，当完全没有絮凝块、呈现为均匀流动的液体时，再加入胶乳搅拌5～10min，最后加入抗水剂、润滑剂、杀菌剂及PH调节剂，加入完毕后再搅拌10～15min，获得面涂料产品。
7.根据权利要求1～5任一项所述的用于双面涂布白板纸涂布层的面涂料的应用，其特征在于，作为面涂料，经涂布机施涂后的双面涂布白板纸既适合高级印刷又适合吸塑使用。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100818 |