CN102383338B - 表面施胶组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种表面施胶组合物，以及它在双胶纸方面的应用。所述表面施胶组合物包括淀粉、颜料和交联剂；其中交联剂选有机PAPU(聚酰胺聚脲型)类、无机AZC(碳酸锆氨盐)类或无机PZC(碳酸锆钾盐)类化合物。使用本发明提供的表面施胶组合物制得的双胶纸，具备较高的表面平滑度和表面强度，印刷过程不叠印，手感佳，色彩自然柔和，适合于各种图文彩色印刷等优点。
Description
技术领域
本发明涉及造纸领域，具体地，涉及一种造纸领域中的表面施胶组合物，以及它在双胶纸方面的应用。
背景技术
双胶纸也叫胶版纸，是我们日常使用的普通纸的一种，例如复印纸，作业本内页纸等，通常使用的有60g/80g/100g等。目前双胶纸多为白色，且抄造过程中添加有荧光增白剂，不够环保，色彩不够柔，长期阅读白色双胶纸印刷的书籍，对读者视力会造成一定影响。白色双胶纸多采用淀粉作为表面施胶剂，图文印刷不够绚丽，多色印刷则更为明显。白色双胶纸的平滑度一般控制在20～40sec/10cc，表面较为粗糙，手感欠佳。而且在印刷过程中，油墨干燥速率过慢，会出现油墨未干燥完全而导致叠印的问题。
现有专利存在对双胶纸表面施胶做一定改善的技术，如：
(1)专利申请号为CN87101416.5(名称：一种用草、木浆作纤维原料的高填料造纸工艺，专利公开日：1989年8月9日)，采用的表面施胶配方为羟丙基淀粉、聚乙烯醇、碳酸锆酰胺、1661抗水剂、硬酯酸钙、微晶腊、增白剂VBL和水；其中碳酸锆酰胺作为聚乙烯醇的交联剂，起到增加纸张强度的作用，但存在印刷油墨干燥速度不够快的缺点，并未解决叠印的问题。
(2)专利申请CN01131571.7(名称：意大利杨APMP浆盘磨漂白制浆工艺，专利公开日：2002年7月17日)和CN200410023263.0(名称：特种颜料整饰胶版纸及其制造方法，专利公开日：2005年2月23日)则使用到了颜料、淀粉，羟甲基纤维素(CMC)和抗水剂，存在的问题也为高速印刷油墨快干速度慢。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术问题，提供一种双胶纸的表面施胶组合物，它是一种微涂配方，使用该配方可以避免印刷过程中油墨干燥慢，即未干燥完全导致的叠印问题。
本发明提供的表面施胶剂，配方成分包括：淀粉、颜料和交联剂。
其中，所述淀粉选各种类型的表面施胶淀粉均可，一般选自氧化淀粉，自转化淀粉和阳离子表面施胶淀粉等中的一种或几种。优选自转化淀粉或阳离子表面施胶淀粉。
其中，所述颜料选各种颜料均可，一般选自研磨碳酸钙(GCC)，沉淀型碳酸钙(PCC)，高岭土(Clay)和二氧化钛(TiO2)等中的一种或几种。优选研磨碳酸钙或沉淀型碳酸钙。
其中，所述交联剂选自有机PAPU(聚酰胺聚脲型)类，无机AZC(碳酸锆氨盐)类或无机PZC(碳酸锆钾盐)类化合物等均可。优选聚酰胺聚脲型，即PAPU类化合物。
使用交联剂的作用是：增加纸张的表面强度和改善印刷过程油墨干燥速度。
其中，淀粉、颜料和交联剂的重量比为(或者各自组分为)：100∶(10～100)∶(1～10)。优选100∶(10～50)∶(5～10)。
本发明的另一目的，在于提供本发明表面施胶组合物的应用，即使用所述表面施胶组合物制成的双胶纸。
一种双胶纸，包括本发明所述的表面施胶组合物。
其中，使用的表面施胶组合物的涂布量为3～20g/m2。优选3～10g/m2。
其中，制得双胶纸的纸浆包括：重量百分比为50％～100％的漂白化学短纤维(阔叶木)，重量百分比为0～50％的漂白化学长纤维(针叶木)和重量百分比为0～50％的高得率浆(机械浆)。
其中，所述纸浆优选重量百分比为50～100％的漂白化学短纤维，重量百分比为0～30％的漂白化学长纤维和重量百分比为0～30％的高得率浆(机械浆)。如果使用100％的漂白化学短纤维，一般就能够保证纸张交织和纸的品质；加入漂白化学长纤维的作用是使得强度增强，纸机抄造更顺畅；加入高得率浆的作用则是使得成纸性能更好。
其中，所述高得率浆可以是BCTMP(化学漂白机械热磨浆)或者APMP(碱性过氧化氢机械浆)。
其中，纸浆的打浆度为：肖氏打浆度为23～36°SR或加拿大打浆游离度为350～550ml。优选加拿大打浆游离度360～420ml。
其中，漂白化学短纤维(即阔叶木漂白化学浆)使用的树种选自白杨、桉木、相思木或枫木等，一种或多种复合均可。
其中，漂白化学长纤维(即针叶木漂白化学浆)使用的树种选南方松、北方松、云杉或橡树等，一种或多种复合均可。
表面施胶的组合物配方也可应用在其他纸浆上解决叠印问题，同样可以提高印刷过程中油墨的干燥速度。
对于其他纸浆，如脱墨浆，草浆等，纸浆本身的特性导致其印刷效果不佳，表面施胶组合物在纸张上的覆盖性受到原纸基材的影响，效果会较上面化学浆打折扣，从而使得解决叠印的效果和油墨干燥速率的提高幅度降低。
其中，制得双胶纸的纸浆中还可以添加化学添加剂。所述化学添加剂包括：填料，内部施胶剂和其他功能助剂。
其中，所述填料选碳酸钙，滑石粉，矿物纤维，云母，二氧化钛或填料级瓷土等各种类型填料均可。优选沉淀碳酸钙，研磨碳酸钙或滑石粉。
其中，所述填料的添加量为70～500公斤/吨纸浆。优选200～300公斤/吨纸浆。
其中，所述内部施胶剂为烷基烯酮二聚体(AKD)或烯基琥珀酸酐(ASA)。
其中，所述内部施胶剂的添加量为：烷基烯酮二聚体(AKD)0～20公斤/吨纸浆或烯基琥珀酸酐(ASA)0～2.0公斤/吨纸浆。优选AKD 4～10公斤/吨纸浆或ASA 1.0～1.5公斤/吨纸浆。也可以两者同时使用。内部施胶剂用量对于文化用纸多数情况不会为0，但是AKD与ASA只要一种不为零即可有施胶的效果，有时两种一起添加，有时只添加一种即可。
其中，所述其他功能助剂为保留助剂和淀粉类增强剂。保留助剂的作用是帮助纤维和填料的留着和增加网部成型脱水，淀粉增强剂则起到提高纸张强度的功效，两者作用不同。
其中，所述保留助剂可以是：聚丙烯酰胺和膨润土(或者硅溶胶)。
其中，所述淀粉类增强剂可以是：阳离子淀粉、两性淀粉或者阴性淀粉。
其中，所述保留助剂和淀粉类增强剂按普通用量添加，一般为聚丙烯酰胺0.05～0.4kg/mt、膨润土或者硅溶胶1～7kg/mt；优选聚丙烯酰胺0.1～0.2kg/mt、膨润土或者硅溶胶2～3kg/mt。淀粉用量一般为6～20kg/mt，优选9～14kg/mt。以上单位mt为公吨，都指纸浆的重量。
制得的双胶纸的特性为：基重范围为50～300g/m2，Cobb60(吸水性)为20～40g/m2，松厚度为1.0～2.0cm3/g，平滑度范围为10～100sec/10cc，拔蜡度16～18，纸张灰分5～50％。RI印刷油墨干燥时间测试40～50分钟，商业印刷测试无叠印。
本发明的又一目的，在于提供本发明表面施胶组合物的又一应用，即使用所述表面施胶组合物制备所述双胶纸的方法。
一种双胶纸的制备方法，包括如下步骤：
1)制浆，并在所制得的纸浆中添加化学添加剂；然后使纸浆脱水成形，压榨并进行前干燥；
2)使用权利要求1～5任意一项所述的表面施胶组合物在纸张表面进行施胶；
3)表面施胶后，再进行后干燥，压光、卷曲后得到所述双胶纸。
其中，制浆过程包括：散浆、净浆和磨浆(或者疏解)。
其中，纸浆脱水成形是在网部进行，上网纸浆浓度为0.1～1.2％，网部脱水量占总脱水量的90％以上。
其中，所述表面施胶是在为完全干燥的纸张表面涂布本发明所述的表面施胶组合物。
其中，压光和卷曲过程中压光压力前侧和后侧的均为5～80kg/cm2。优选30～60kg/cm2。
其中，所述制浆过程中所用纸浆及添加的化学添加剂同本发明所述双胶纸中相应的限定。
本发明具有的有益效果如下：
(1)解决了目前市场仅有白色双胶纸，长期阅读白色双胶纸印刷的书籍容易导致视觉疲劳的问题；采用本发明施胶组合物和制备方法制得的双胶纸，为米色米黄等柔和色系，对人眼伤害大大降低。
(2)应用特殊的表面处理技术--表面微涂配方处理，即采用新型的表面施胶组合物，可以改善纸张的表面物性，使得印刷过程中油墨干燥的速率得到大幅提升，从而避免印刷过程的油墨未干燥完全导致的叠印问题，另外也可以使印刷的色彩更为鲜艳，对双胶纸的表面平滑度的提升也有提升作用。
(3)在制备双胶纸的过程中调整了后段压光的压力，改善了纸张表面性质，有效提高了平滑度，
总之，使用本发明提供的表面施胶组合物制得的双胶纸，具备较高的表面平滑度，其范围为10～100sec/10cc，比现有双胶纸的平滑度提高了5～20sec/10cc，表面强度也较高，拔蜡强度由14提高至16～18。印刷过程不叠印，手感佳，色彩自然柔和，适合于各种图文彩色印刷等优点。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明所用到的自转化淀粉是原淀粉经过生物酶处理，将淀粉转化成适合造纸的程度(质量百分浓度：10-12％，粘度10-15CPS)。
实施例1
1)制浆，并在所制得的纸浆中添加化学添加剂；然后使纸浆在网部脱水成形，压榨并进行前干燥；
纸浆为：阔叶木(桉木)漂白化学浆的用量占比为70％，针叶(松木)木漂白化学浆用量占20％，高得率浆(漂白化学热磨机械浆)10％，经过散浆、净浆和磨浆(或者疏解)得到，其中长纤维的游离度控制400ml，短纤维的游离度控制380ml。
加入的化学添加剂为：烷基烯酮二聚体(AKD)，用量为10公斤/吨纸，填料(沉淀碳酸钙)150公斤/吨纸，内填淀粉10公斤/吨纸，其他功能助剂为阳性聚丙烯胺、硅溶胶和阴性聚丙烯酰胺，按需求用量添加，具体分别为0.1公斤/吨纸、3公斤/吨纸和0.2公斤/吨纸。
2)在未完全干燥的纸张表面进行施胶；
表面施胶组合物为：淀粉为泰国SWI公司生产的原淀粉在纸厂经酶自转化制得，100份，颜料为95级研磨碳酸钙，10份，交联剂为聚益精细化学品公司生产的PAPU类交联剂，型号为SR503，8份；涂布量为8g/m2。
3)表面施胶后，再进行后干燥，压光、卷曲后的到所述双胶纸。
压光和卷曲过程中压光压力为30/30kg/cm2(前侧/后侧)。
制得的双胶纸的基重为80g/m2，松厚度1.4cm3/g，Cobb60(吸水性)20g/m2，平滑度20sec/10cc，拔蜡度18，灰分为14％，RI印刷油墨干燥时间测试45分钟(RI印刷适性仪为实验室条件下模拟印刷测试，其中RI干燥时间用来模拟印刷过程中油墨干燥的快慢，采用分钟表示，时间越长代表油墨干燥越慢，一般现有双胶纸印刷为70分钟左右)，商业印刷测试无叠印。
实施例2
1)制浆，并在所制得的纸浆中添加化学添加剂；然后使纸浆在网部脱水成形，压榨并进行前干燥；
纸浆为：阔叶木(桉木)漂白化学浆的用量占60％，针叶(松木)木漂白化学浆用量占20％，高得率浆(漂白热磨化学机械浆)20％，经过散浆、净浆和磨浆(或者疏解)，其中长纤维的游离度控制420ml，短纤维的游离度控制400ml。
加入的化学添加剂为：烯基琥珀酸酐(ASA)1.2公斤/吨纸，填料(沉淀碳酸钙)300公斤/吨纸，内填淀粉12公斤/吨纸，其他功能助剂为阳性聚丙烯胺、硅溶胶和阴性聚丙烯酰胺，按需求用量添加，具体为0.15公斤/吨纸、2.5公斤/吨纸和0.15公斤/吨纸。
2)在未完全干燥的纸张表面进行施胶；
表面施胶组合物为：淀粉为泰国SWI公司生产的原淀粉在纸厂经酶自转化制得，100份，颜料为95级研磨碳酸钙，20份，交联剂聚益精细化学品公司生产的为PAPU类，型号为SR503，10份；涂布量为10g/m2。
3)表面施胶后，再进行后干燥，压光、卷曲后的到所述双胶纸。
卷曲过程中压光压力为60/60kg/cm2(前侧/后侧)。
制得的双胶纸的基重为100g/m2，松厚度为1.2cm3/g，Cobb6025g/m2，平滑度50sec/10cc，拔蜡度16，灰分27％，RI印刷油墨干燥时间测试40分钟，商业印刷测试无叠印。
实施例3
1)制浆，并在所制得的纸浆中添加化学添加剂；然后使纸浆在网部脱水成形，压榨并进行前干燥；
纸浆为：阔叶木(白杨)漂白化学浆的用量占50％，针叶木(云杉)漂白化学浆用量占20％，高得率浆30％，经过散浆、净浆和磨浆(或者疏解)，其中长纤维的游离度控制400ml，短纤维的游离度控制400ml。
加入的化学添加剂为：烯基琥珀酸酐(ASA)1.0公斤/吨纸，填料(研磨碳酸钙)350公斤/吨纸，内填淀粉15公斤/吨纸，其他功能助剂为阳性聚丙烯胺、硅溶胶和阴性聚丙烯酰胺，按需求用量添加，具体分别为0.2公斤/吨纸、4公斤/吨纸和0.25公斤/吨纸。
2)在未完全干燥的纸张表面进行施胶；
表面施胶组合物为：淀粉为泰国SWI公司生产的原淀粉在纸厂经酶自转化制得，100份，颜料为65级研磨碳酸钙，25份，交联剂为依卡化学品公司生产的AZC，型号为AZC5000，10份；涂布量为6g/m2。
3)表面施胶后，再进行后干燥，压光、卷曲后的到所述双胶纸。
卷曲过程中压光压力为50/50kg/cm2(前侧/后侧)。
制得的双胶纸的基重为270g/m2，松厚度1.15cm3/g，Cobb6040g/m2，平滑度40sec/10cc，拔蜡度16，灰分32％，RI印刷油墨干燥时间测试60分钟，商业印刷测试无叠印。
实施例4
1)制浆，并在所制得的纸浆中添加化学添加剂；然后使纸浆在网部脱水成形，压榨并进行前干燥；
纸浆为：阔叶木(枫木)漂白化学浆的用量占80％，针叶木(橡树)漂白化学浆用量占20％，经过散浆、净浆和磨浆(或者疏解)，其中长纤维的游离度控制440ml，短纤维的游离度控制400ml。
加入的化学添加剂为：烯基琥珀酸酐(ASA)1.3公斤/吨纸，填料(研磨碳酸钙)250公斤/吨纸，内填淀粉14公斤/吨纸，其他功能助剂为阳性聚丙烯胺、硅溶胶和阴性聚丙烯酰胺，按需求用量添加，具体为0.15公斤/吨纸、3公斤/吨纸和0.20公斤/吨纸。
2)在未完全干燥的纸张表面进行施胶；
表面施胶组合物为：淀粉为工厂自转化淀粉，100份，颜料为美国SMI生产的涂料级沉淀型碳酸钙，型号为A-40，15份，交联剂为聚益精细化学品公司生产的为PAPU类，型号为SR503，10份；涂布量为3g/m2。
3)表面施胶后，再进行后干燥，压光、卷曲后的到所述双胶纸。
卷曲过程中压光压力为40/40kg/cm2(前侧/后侧)。
制得的双胶纸的基重为100g/m2，松厚度1.15cm3/g，Cobb6035g/m2，平滑度35sec/10cc，拔蜡度16，灰分23％，RI印刷油墨干燥时间测试60分钟，商业印刷测试无叠印。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (11)
1.一种表面施胶组合物，其特征在于，包括淀粉、颜料和交联剂，三者的重量比为100：(10～100)：(1～10)；
所述交联剂为聚酰胺聚脲型类化合物；
所述淀粉为自转化淀粉或阳离子表面施胶淀粉；
所述颜料为研磨碳酸钙或沉淀型碳酸钙；
所述表面施胶组合物的涂布量为3～20g/m2。
2.根据权利要求1所述的表面施胶组合物，其特征在于，所述淀粉、颜料和交联剂的重量比为100:(10～50):(5～10)。
3.一种双胶纸，包括权利要求1或2所述的表面施胶组合物。
4.根据权利要求3所述的双胶纸，其特征在于，所述表面施胶组合物的涂布量为3～20g/m2。
5.根据权利要求3或4所述的双胶纸，其特征在于，制得双胶纸的纸浆包括：重量百分比为50%～100%的漂白化学短纤维，重量百分比为0～50%的漂白化学长纤维和重量百分比为0～50%的高得率浆。
6.根据权利要求5所述的双胶纸，其特征在于，制得双胶纸的纸浆中还包括化学添加剂：填料，内部施胶剂和其他功能助剂。
7.根据权利要求6所述的双胶纸，其特征在于，所述填料选自碳酸钙，滑石粉，矿物纤维，云母，二氧化钛或填料级瓷土，其添加量为70～500公斤/吨纸浆。
8.根据权利要求6所述的双胶纸，其特征在于，所述内部施胶剂为烷基烯酮二聚体0～20公斤/吨纸浆或烯基琥珀酸酐0～2.0公斤/吨纸浆。
9.根据权利要求6所述的双胶纸，其特征在于，所述其他功能助剂为保留助剂和淀粉类增强剂；所述保留助剂为聚丙烯酰胺0.05～0.4kg/mt和膨润土1～7kg/mt，或者聚丙烯酰胺0.05～0.4kg/mt和硅溶胶1～7kg/mt；淀粉类增强剂为阳离子淀粉、两性淀粉或者阴性淀粉，其添加量为6～20kg/mt。
10.一种双胶纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）制浆，并在所制得的纸浆中添加化学添加剂；然后使纸浆脱水成形，压榨并进行前干燥；
2）使用权利要求1或2所述的表面施胶组合物在纸张表面进行施胶；
3）表面施胶后，再进行后干燥，压光、卷曲后得到所述双胶纸。
11.根据权利要求10所述双胶纸的制备方法，其特征在于，压光和卷曲过程中压光压力前侧和后侧的均为5～80kg/cm。
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