CN102733247B

CN102733247B - 一种高速轮转数码喷墨印刷纸的制造方法

Info

Publication number: CN102733247B
Application number: CN201210238848.9A
Authority: CN
Inventors: 王玉珑; 陈金山; 朱宏伟; 谈忠; 李丹; 冀振华; 刘立新
Original assignee: Yueyang Forest & Paper Co Ltd
Current assignee: Yueyang Forest & Paper Co Ltd
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2032-07-11
Also published as: CN102733247A

Abstract

本发明公开了一种高速轮转数码喷墨印刷纸的制造方法，其特征在于：（1）制备原纸，原纸抄造采用重施胶、双面脱水、湿纸页进压榨部采用封闭引纸，保证纤维在纸页Z向的均匀分布和纸页纵横向伸缩率一致；（2）纸张表面处理：表面处理液由酶淀粉、可溶性盐、阳离子施胶剂或固着剂、水按比例构成；采用辊式施胶压榨或计量棒式涂布处理；（3）压光整饰；制得高速轮转数码喷墨印刷纸。本发明制得的数码喷墨印刷纸油墨固着性好，印刷图文色彩鲜明；高速轮转印刷过机性能好，不断头、无卡纸，可广泛应用于学生教材、社会图书、高档杂志等印刷。

Description

一种高速轮转数码喷墨印刷纸的制造方法

技术领域

本发明涉及一种高速轮转数码喷墨印刷纸的制造方法，属于造纸技术领域。

背景技术

数码喷墨印刷是指将电子文件、图像直接成像在印刷介质之上，是与传统的印刷工艺（胶版印刷、凹版印刷等）完全不同的一种全新印刷方式。数码喷墨印刷具有一张起印，无需制版，立等可取，即时纠错，可变印刷，按需印刷等优势；更结合网络化的快速发展，已经成为印刷行业的发展趋势，具有广阔的市场前景和发展空间。目前的数码喷墨印刷主要为平版印刷，速度较慢，效率低，主要用于小批量的标书、会议资料、海报、宣传册及批次印量在600册以内的图书印刷，且其装订为人工操作，连续性差，普通的喷墨印刷纸基本都能满足其打印要求。然而，随着工业化数码印刷设备的快速发展，其已经具备了强大的数据处理系统、精确的流程控制系统，印刷模式也从平版印刷转为轮转印刷，喷墨印刷速度可以达到300m/min，适合印刷的图书批次印量可以提升至3000-5000册，并且全过程采用全自动分切、粘胶、装订程序。高速轮转数码喷墨印刷技术的发展对所使用的纸张提出了更高的标准，要求纸张具有平滑细腻的表面结构、色彩鲜明的图文呈现效果、高度可控的纸张形稳性及连续印刷性；在这种情况下，普通的喷墨印刷纸已经难以满足高速轮转喷墨印刷的要求。开发高速轮转数码喷墨印刷用纸已经成为印刷行业和造纸行业的迫切要求。

中国专利申请CN02132105.1公开了一种“喷墨打印纸”的制造方法，其在原纸表面涂布低聚糖、可溶性二价盐、颜料及胶粘剂组成的油墨接受层，可以获得较好的喷墨打印效果，然而该方法制得的喷墨打印纸必须使用由颜料、胶粘剂、微量助剂等制成的复杂的涂料，制备过程繁琐，并且需增加特定的涂料配置设备，生产成本高，难以满足印刷图书低成本的要求；同时，由于其对涂布原纸无特定要求，因此制备出的喷墨打印纸主要用于平版印刷，难以适应高速轮转喷墨印刷连续生产的要求。中国专利申请200980149832.7公开了一种“喷墨印刷纸”的制造方法，其利用在原纸表面涂布阳离子聚合物、淀粉、无机盐、颜料、水组成的组合物，也可以获得良好的喷墨印刷效果。然而，同样存在制备过程复杂、成本高，主要用于平版印刷，难以满足高速轮转喷墨印刷等问题。中国专利申请CN03124499.8和中国专利CN200610034109.2分别公开了一种“彩色喷墨打印纸及其制造方法”和“一种相片级高光防水彩色喷墨打印纸”，其制备过程均采用特种涂料对原纸进行涂布，同样存在制备过程复杂、成本高、不适用高速轮转喷墨印刷等要求。

开发高品质低成本喷墨印刷纸，满足高速轮转数码喷墨印刷技术需求，既能具有色彩鲜明的图文呈现效果、又有高度可控的纸张形稳性及连续印刷性；同时其成本还能满足大批量印刷普通图书的要求，已经成为印刷行业和造纸行业的迫切要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用酶淀粉、可溶性二价盐、阳离子聚合物制成的表面处理液对特定原纸进行处理，可以获得图文呈现效果色彩鲜明、连续高速喷墨印刷过机性好，价格低廉的高速轮转数码喷墨印刷纸的制造方法。

本发明采用的技术方案是：一种高速轮转数码喷墨印刷纸的制造方法，其特征在于：（1）制备原纸，原纸抄造采用重施胶、叠网双面脱水、湿纸页进压榨部采用封闭引纸，保证纤维在纸页Z向的均匀分布和纸页纵横向伸缩率一致，其中横向伸缩率小于2.5%；

（2）纸张表面处理：表面处理液由酶淀粉、可溶性盐、阳离子施胶剂或固着剂、水按比例构成；表面处理方式采用辊式施胶压榨或计量棒式涂布处理；

（3）压光整饰，制得的高速轮转数码喷墨印刷纸。

所述酶淀粉中的淀粉采用阳离子木薯淀粉、阳离子玉米淀粉、阳离子马铃薯淀粉或者对应的原淀粉，或其按任意比例调配；酶为中温α-淀粉酶。

所述可溶性盐为氯化钙、氯化锌、硫酸锌、硫酸镁中的至少一种；或其他在水中能够电离出二价或三价金属离子的可溶性盐。

所述阳离子物质可以采用阳离子苯丙类表面施胶剂、阳离子聚氨酯类表面施胶剂、PDADMAC阳离子固着剂及其他对油墨有快速吸附固着作用的阳离子物质中的至少一种。

本发明的具体制造方法，包括如下过程：

（1）原纸

原纸具有如下基本特性：1）原纸浆料采用NBKP或LBKP化学浆，CTMP、APMP或SCMP化学机械浆，DIP脱墨浆，或以上不同类型浆料的组合；2）原纸采用AKD、ASA、阳离子松香胶、石蜡乳液等施胶剂进行重施胶，Cobb值控制小于25g/m²；3）原纸抄造过程中采用重钙、瓷土或滑石粉进行加填，灰分含量控制在10-25%，使用6-10kg/吨浆阳离子淀粉，0.2-0.5kg/吨浆阳离子有机微粒助留剂，并根据需要添加增强剂、增白剂、染料、固着剂；4）抄造过程中上网浆网速比控制在1.01-1.025之间，尽可能保证纤维在纸张纵横向的合理分布和纤维的单根排列，严格控制纸张的横向伸缩率在2.5%以下；网部采用夹网或叠网纸机双面脱水；湿纸页出网部进压榨部的引纸装置采用封闭式引纸。

（2）纸张表面处理

1）表面处理液的制备：将阳离子木薯淀粉、阳离子玉米淀粉、阳离子马铃薯淀粉或者对应的原淀粉按一定比例配成20%的浓度（阳离子淀粉：原淀粉 = 1：1～5：1），加入α-淀粉酶制备成酶转化淀粉，在酶淀粉液中加入可溶性金属盐，如氯化钙、氯化锌、硫酸锌、硫酸镁等；同时加入阳离子苯丙类表面施胶剂、阳离子聚氨酯类施胶剂、PDADMAC或其他阳离子聚合物，其中淀粉：金属盐：阳离子聚合物的重量比为45～75：15～40：10～15，调整表面处理液浓度在8%-25%，备表面处理；2）经过前干燥后干度在90-95%的纸页进入表面施胶处理，将上述制备的表面处理液采用辊式施胶压榨或计量棒涂布方式施涂于纸页表面，控制单面涂布量在2-5g/m²，经过处理后的湿纸页进后干燥处理。

（3）压光整饰

经过后干燥处理后干度在92～94%的纸页进入机械压光整饰处理，可以采用软压光或硬压光，经过压光整饰后的纸页控制平滑度大于25s，印刷粗糙度小于5μm，以确保纸张在吸墨过程中的各向均匀性。

本发明制得的高速轮转数码喷墨印刷纸的特性：定量为50-150 g/m²，松厚度0.8～1.80 cm³/g，白度≥78%ISO，平滑度≥25s，PPS≤5μm，Cobb值≤25g/m²，灰分含量10-25%，卷筒纸纵向裂断长≥4000m，印刷表面强度不低于1.0m/s，纸张横向伸缩率≤2.5%，黑光喷墨印刷密度≥0.8。

经过以上方式制备的纸张具有喷墨印刷图文鲜艳清晰、高速轮转过机性能良好、连续喷墨印刷生产无卡纸、断头，成本低，适合大批量图书喷墨等优势。

本发明具有如下优点：

（1）采用的表面处理液制备方法简单，无需使用价格昂贵的二氧化硅、瓷土颜料，PVA、胶乳粘合剂及其他诸多微量助剂，简化了生产过程，节约了颜料分散设备，胶粘剂熬制设备等；利用酶淀粉转化过程中产生的低聚糖、可溶性二价盐及阳离子聚合物制成的均一表面处理液完全可以有效的对喷墨印刷的专用水性油墨进行快速固着，即保证了喷墨印刷的图文质量，又大幅降低了生产成本，使其可用于普通的大批量图书印刷。

（2）制备的卷筒喷墨印刷纸伸缩率小、均一，纤维在纵横向呈现单根排列，能够保证在高速轮转印刷过程中过机性能好、连续生产，不断头、无卡纸，确保了高速轮转印刷的正常生产。

具体实施方式

下面根据具体实例对本发明作进一步说明：

实施例1：

将NBKP浆（游离度 300-360ml）、DIP浆（游离度150-250 ml）、APMP浆（游离度150-200 ml）三种浆料按10%：80%：10%的比例进行配浆，加入200kg/吨纸的碳酸钙填料，12kg/吨纸AKD施胶剂、8kg/吨纸浆内阳离子淀粉、0.5kg/吨纸PAM、0.3kg/吨纸阳离子有机微粒、2kg/吨纸改性膨润土、适量增白剂配制成上网浆料，控制浆网速比在1.01，上网，通过叠网进行双面脱水，保证纤维的单根排列及在Z向的均匀分布，湿纸页进压榨部采用高速封闭引纸；表面处理液配置：阳离子玉米淀粉与原淀粉按3：1的比例配成20%的浓度，加入0.1kg α-淀粉酶/吨淀粉制备成酶转化淀粉，在酶淀粉液中加入氯化钙、阳离子苯丙表面施胶剂，其中淀粉：氯化钙：阳离子施胶剂的重量比为60：30：10，调整表面处理液浓度在20%，备表面处理；经过前干燥水分至92%的纸页进入施胶压榨部，采用计量棒对纸张涂覆上述配置的表面处理液；控制单面涂布量在2-5g/m²，经过处理后的湿纸页进后干燥处理。经过后干燥处理后干度在92～94%的纸页进入机械压光整饰处理，压光温度控制在120℃，压光压力控制在40KN/m；经过压光后，对纸张进行卷取，即可得到定量为55-60 g/m²，松厚度1.10 cm³/g，白度≥78%ISO，平滑度≥40s，PPS≤5μm， Cobb值≤25g/m²，灰分含量15%，卷筒纸纵向裂断长≥4000m，印刷表面强度不低于1.0m/s，纸张横向伸缩率≤2.5%，黑光喷墨印刷密度≥0.8的轮转数码喷墨印刷纸。经过以上方式制备的纸张具有喷墨印刷图文鲜艳清晰、高速轮转过机性能良好、连续喷墨印刷生产无卡纸、断头，成本低，适合于大批量中小学生教辅用书、社会图书喷墨印刷。

实施例2：

将NBKP浆（游离度 300-360ml）、APMP浆（游离度150-200ml）、CTMP浆（游离度300-360ml）、三种浆料按20%：70%：10%的比例进行配浆，加入150kg/吨纸的碳酸钙填料，10kg/吨纸AKD施胶剂、8kg/吨纸浆内阳离子淀粉、0.3kg/吨纸PAM、0.2kg/吨纸阳离子有机微粒、2kg/吨纸改性膨润土、适量增白剂配制成上网浆料，控制浆网速比在1.01，上网，通过叠网进行双面脱水，保证纤维的单根排列及在Z向的均匀分布，湿纸页进入压榨经过高速封闭引纸进入干燥部；表面处理液配置：阳离子木薯淀粉与原淀粉按2：1的比例配成20%的浓度，加入0.1kgα-淀粉酶/吨淀粉制备成酶转化淀粉，在酶淀粉液中加入氯化钙、PDADMAC固色剂，其中淀粉：氯化钙：阳离子固色剂的重量比为60：30：10，调整表面处理液浓度在25%，备表面处理；经过前干燥水分至92%的纸页进入施胶压榨部，采用计量棒对纸张涂覆上述配置的表面处理液；控制单面涂布量在2-5g/m²，经过处理后的湿纸页进后干燥处理。经过后干燥处理后干度在92～94%的纸页进入机械压光整饰处理，压光温度控制在120℃，压光压力控制在40KN/m；经过压光后，对纸张进行卷取，即可得到定量为80-100g/m²，松厚度≥1.60 cm³/g，白度≥82%ISO，平滑度≥25s， Cobb值≤25g/m²，灰分含量20%，卷筒纸纵向裂断长≥4000m，印刷表面强度不低于1.0m/s，纸张横向伸缩率≤2.5%，黑光喷墨印刷密度≥0.8的轮转数码喷墨印刷纸。经过以上方式制备的纸张具有喷墨印刷图文鲜艳清晰、高速轮转过机性能良好、连续喷墨印刷生产无卡纸、断头，成本低，适合于大批量图书、杂志、画报等喷墨印刷。

实施例3：

将NBKP浆（游离度 300-360ml）、LBKP浆（游离度250-350ml）浆料按20%：80%的比例进行配浆，加入250kg/吨纸的碳酸钙填料，10kg/吨纸AKD施胶剂、8kg/吨纸浆内阳离子淀粉、0.3kg/吨纸PAM、0.2kg/吨纸阳离子有机微粒、2kg/吨纸改性膨润土、适量增白剂配制成上网浆料，控制浆网速比在1.01，上网，通过夹网进行双面脱水，保证纤维的单根排列及在Z向的均匀分布，湿纸页进入压榨经过高速封闭引纸进入干燥部；表面处理液配置：阳离子马铃薯淀粉与原淀粉按5：1的比例配成20%的浓度，加入0.1kgα-淀粉酶/吨淀粉制备成酶转化淀粉，在酶淀粉液中加入氯化钙、阳离子聚氨酯施胶剂，其中淀粉：氯化钙：阳离子聚氨酯施胶剂的重量比为60：30：10，调整表面处理液浓度在20%，备表面处理；经过前干燥水分至92%的纸页进入施胶压榨部，采用计量棒对纸张涂覆上述配置的表面处理液；控制单面涂布量在2-5g/m²，经过处理后的湿纸页进后干燥处理。经过后干燥处理后干度在92～94%的纸页进入机械压光整饰处理，压光温度控制在120℃，压光压力控制在40KN/m；经过压光后，对纸张进行卷取，即可得到定量为60-70 g/m²，松厚度1.20 cm³/g，白度≥88%ISO，平滑度≥40s，PPS≤5μm， Cobb值≤25g/m²，灰分含量20%，卷筒纸纵向裂断长≥4000m，印刷表面强度不低于1.0m/s，纸张横向伸缩率≤2.5%，黑光喷墨印刷密度≥0.8。经过以上方式制备的纸张具有喷墨印刷图文鲜艳清晰、高速轮转过机性能良好、连续喷墨印刷生产无卡纸、断头，成本低，适合于大批量中小学生教材用书、高档图书喷墨印刷。

Claims

1.一种高速轮转数码喷墨印刷纸的制造方法，其特征在于包括如下过程：

（1）原纸制备

原纸具有如下基本特性：1）原纸浆料采用NBKP或LBKP化学浆，CTMP、APMP或SCMP化学机械浆，DIP脱墨浆，或以上不同类型浆料的组合；2）原纸采用AKD、ASA、阳离子松香胶、石蜡乳液施胶剂进行重施胶，Cobb值控制小于25g/m²；3）原纸抄造过程中采用重钙、瓷土或滑石粉进行加填，灰分含量控制在10-25%，使用6-10kg/吨浆阳离子淀粉，0.2-0.5kg/吨浆阳离子有机微粒助留剂，并根据需要添加增强剂、增白剂、染料、固着剂；4）抄造过程中上网浆网速比控制在1.01-1.025之间，尽可能保证纤维在纸张纵横向的合理分布和纤维的单根排列，严格控制纸张的横向伸缩率在2.5%以下；网部采用夹网或叠网纸机双面脱水；湿纸页出网部进压榨部的引纸装置采用封闭式引纸；

（2）纸张表面处理

1）表面处理液的制备：将阳离子木薯淀粉、阳离子玉米淀粉、阳离子马铃薯淀粉或者对应的原淀粉按一定比例配成20%的浓度，其中阳离子淀粉：原淀粉 = 1：1～5：1，加入α-淀粉酶制备成酶转化淀粉，在酶淀粉液中加入可溶性金属盐氯化钙、氯化锌、硫酸锌、硫酸镁；同时加入阳离子苯丙类表面施胶剂、阳离子聚氨酯类施胶剂、PDADMAC或其他阳离子聚合物，其中淀粉：金属盐：阳离子聚合物的重量比为45～75：15～40：10～15，调整表面处理液浓度在8%-25%，备表面处理；2）经过前干燥后干度在90-95%的纸页进入表面施胶处理，将上述制备的表面处理液采用辊式施胶压榨或计量棒涂布方式施涂于纸页表面，控制单面涂布量在2-5g/m²，经过处理后的湿纸页进后干燥处理；

（3）压光整饰

经过后干燥处理后干度在92～94%的纸页进入机械压光整饰处理，采用软压光或硬压光，经过压光整饰后的纸页控制平滑度不小于25s，印刷粗糙度不大于5μm，以确保纸张在吸墨过程中的各向均匀性；

经过上述生产过程最终制得的高速轮转数码喷墨印刷纸的特性为：定量为50-150 g/m²，松厚度0.8～1.80 cm³/g，白度≥78%ISO，平滑度≥25s，PPS≤5μm，Cobb值≤25g/m²，灰分含量10-25%，卷筒纸纵向裂断长≥4000m，印刷表面强度不低于1.0m/s，纸张横向伸缩率≤2.5%，黑光喷墨印刷密度≥0.8。