CN102978998A

CN102978998A - 文化用纸

Info

Publication number: CN102978998A
Application number: CN2012105194343A
Authority: CN
Inventors: 高雅; 张东丽; 何林燕; 陈善樑
Original assignee: Gold HongYe Paper Group Co Ltd
Current assignee: Gold HongYe Paper Group Co Ltd
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: CN102978998B

Abstract

一种文化用纸，其包括基材原纸及施加于基材原纸至少一个表面上的乳胶组合物，抄造该基材原纸的浆料中含有漂白化学浆及高得率浆，其中浆料中高得率浆的质量百分含量为20%-75%，剩余的为漂白化学浆；该乳胶组合物含有环氧基官能聚合物、环氧基反应性聚合物及适量的水，其中环氧基官能聚合物的质量为环氧基反应性聚合物的质量的5%-100%。本发明的文化用纸的基材原纸采用高得率浆，降低了文化用纸的生产成本；并在基材原纸表面施加一种特殊乳胶组合物，保证使所述文化用纸具有高干强度、湿强度、湿韧性、湿干比。

Description

文化用纸

技术领域

本发明涉及一种文化用纸。

背景技术

文化用纸在印刷、打印、复印、书写过程中需与油、墨接触，当表面抗油抗湿能力不够时，纸张会产生破洞、起毛等现象，因此文化用纸需要较高的表面强度以保持纸张在后处理过程中的品质。

目前，为了降低生产成本、增加纸张松厚度，高得率浆在文化用纸生产中的使用越来越广泛（注：除化学浆外，高得率浆泛指得率在65%以上的半化学浆、化学机械浆、木片磨木浆、热磨机械浆、化学热磨机械浆、磨石磨木浆、压力磨石磨木浆等所有造纸用浆）。然而高得率浆的使用亦使纸张干、湿强度均降低，降低了成品纸张品质及加工效率。为了提高纸张的强度，一般多采用机械打浆，而打浆程度越高，其动力消耗就越大且纸机网部脱水及干燥也越困难，需投入更多的能耗，同时亦会改变纸张透气度、不透明度等，影响纸张的印刷适性。亦有向浆料中加入特长植物纤维（如棉、麻）及化学助剂（如干、湿强剂）等方法以提高纸张干、湿强度，但这类方法需增加材料成本，且增加了抄造工艺的复杂性及投资成本。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种文化用纸，其使用含高得率浆的浆料抄造且具有较高的强度。

一种文化用纸，其包括基材原纸及施加于基材原纸至少一个表面上的乳胶组合物层，该乳胶组合物层通过将乳胶组合物施加在基材原纸表面干燥形成，抄造该基材原纸的浆料中含有漂白化学浆及高得率浆，其中浆料中高得率浆的质量百分含量为20%-75%，剩余的为漂白化学浆；该乳胶组合物含有环氧基官能聚合物、环氧基反应性聚合物及适量的水，其中环氧基官能聚合物的质量为环氧基反应性聚合物的质量的5%-100%；该环氧基官能聚合物指含有环氧基的聚合物，具体包括水溶性聚官能环氧树脂、环氧基-改性的有机反应性硅酮、缩水甘油基环氧树脂、脂肪族非缩水甘油基环氧树脂、环脂肪族非缩水甘油基环氧树脂；该环氧基反应性聚合物为含有羧基、羟基、巯基、酐、胺、酰胺、氰基、酯基中的至少一种官能基团的聚合物。

本发明的文化用纸的基材原纸采用高得率浆、漂白化学浆两种植物纤维，高得率浆的使用降低了文化用纸的生产成本；并在基材原纸表面施加一种特殊乳胶组合物，保证使所述文化用纸具有高干强度、湿强度、湿韧性、湿干比，提升了产品的品质，扩大了产品的应用领域。此外，该乳胶组合物可低温固化，可显著降低生产能耗。

具体实施方式

本发明的文化用纸，其包括基材原纸及施加于基材原纸至少一个表面上的乳胶组合物层。该乳胶组合物层通过将乳胶组合物施加在基材原纸表面干燥形成，用以提高基材原纸的湿强。该乳胶组合物的施加量为基材原纸的质量的3%-30%。

抄造该基材原纸的浆料中含有漂白化学浆及高得率浆，其中浆料中高得率浆的质量百分含量为20%-60%，剩余的为漂白化学浆。该浆料中优选添加总浆料质量的0.1%-0.3%的湿强剂。该湿强剂为传统的常用湿强剂，具体可为聚酰胺环氧树脂（PAE）、聚乙烯胺（PVAm）、阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）、脲醛树脂（UF）、聚乙烯亚胺（PEI）中的至少一种。该基材原纸的基重介于30～250g sm之间。

该乳胶组合物含有环氧基官能聚合物、环氧基反应性聚合物及适量的水，其中环氧基官能聚合物的质量为环氧基反应性聚合物的质量的5%-100%。水的添加量可根据生产工艺上所需浓度进行添加。

该环氧基官能聚合物指含有环氧基的聚合物，具体包括水溶性聚官能环氧树脂、环氧基-改性的有机反应性硅酮、缩水甘油基环氧树脂、脂肪族非缩水甘油基环氧树脂、环脂肪族非缩水甘油基环氧树脂。其中该水溶性聚官能环氧树脂包括聚胺-表氯醇在碱性条件下缩合的湿强度树脂。该缩水甘油基环氧树脂包括缩水甘油基醚、缩水甘油基酯和缩水甘油基胺树脂。

环氧基官能聚合物的环氧基数目越多越能增强交联的程度，但粘度也随之增加，因此环氧基官能聚合物中环氧基的数目需按最终产品需求进行调整，特别适用于起皱生活用纸的环氧基官能聚合物包括聚酰胺环氧氯丙烷类湿强剂，如Hercules Inc.生产的Kymene系列的表氯醇树脂。

该环氧基反应性聚合物为含有羧基、羟基、巯基、酐、胺、酰胺、氰基、酯基中的至少一种官能基团的聚合物，优选的官能基团为羧基和醇基。这些官能基团与环氧基有高反应活性。

该环氧基反应性聚合物由两种及以上单一单体聚合物按不同比例混合而成，或是由两种及以上单体共聚而成多元共聚物组成。优选的，该多元共聚物由丙烯酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯三类单体中的至少两种共聚而成，按反应性及亲水性的需要可以调整此三种单体的百分比制作不同的共聚物，例如醋酸乙烯酯类混合物CelaneseX-LINK 2819，苯乙烯、丙烯酸类混合物BASF Basonal 1000ap，苯乙烯、丁二烯类混合物Ciba AG LATEXIA 302GT，苯乙烯、丁二烯羧化物类混合物LG YL LG 760。

构成含羧基的环氧基反应性聚合物其单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸以及羧基与不饱和碳相连的二羧酸，且丙烯酸和甲基丙烯酸单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸及其低级烷基酯和芳香族衍生物。构成含羧基的环氧基反应性聚合物的单体优选为丙烯酸和甲基丙烯酸。且构成含羧基的环氧基反应性聚合物的单体的质量大约占乳胶组合物质量的1%-50%。上述丙烯酸和甲基丙烯酸单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸及其低级烷基酯和芳香族衍生物。

进一步的，该乳胶组合物中选择性地添加有其他功能性助剂，如润湿剂，增稠剂，分散剂，填充剂，成膜剂等；这些功能性助剂均为常规造纸领域乳胶的惯用的，其具体成份在本发明中将不进行详述。

更进一步的，该乳胶组合物中还可选择性添加常规的表面施胶剂乳酪素、聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（CMC）、蜡、氧化淀粉、双醛淀粉等中的一种或多种。

制备本发明的该乳胶组合物，可先将环氧基官能聚合物调至pH>7，然后将环氧基官能聚合物与环氧基反应性聚合物混合反应，再选择性地添加其他功能性助剂，例如润湿剂，增稠剂，分散剂，填充剂等，然后搅拌30min以上即可完成乳胶组合物的制备。也可不调节环氧基官能聚合物的pH直接将环氧基官能聚合物和环氧基反应性聚合物混合，不调节也可增加湿强，但是调节环氧基官能聚合物的pH>7后湿强度增加效果更加显著。

该乳胶组合物可采用不同的添加方式添加基材原纸表面，单面或双面（优选双面），添加方式包括浸渍、涂布、喷涂等。

经乳胶组合物处理后的基材原纸置于室温（<40℃）下晾干，湿强度可于48小时内达到乳胶组合物完全固化后纸张湿强度的60%～100%，这说明该乳胶组合物可完全通过室温固化，不仅可降低能耗且能避免高温固化时副反应的发生。室温干燥固化后，纸张湿强度可提高至基材原纸的2-4倍，湿干比可提升至45%～50%（基材原纸的湿干比为25%左右）。如产品需要，为确保最终纸张含水量达到产品要求，处理后的纸张采用气干、电干等干燥工艺。

本发明的文化用纸的基材原纸采用高得率浆、漂白化学浆两种植物纤维，高得率浆的使用降低了文化用纸的生产成本；并在基材原纸表面施加一种特殊乳胶组合物，保证使所述文化用纸具有高干强度、湿强度、湿韧性、湿干比，提升了产品的品质，扩大了产品的应用领域。此外，该乳胶组合物中的环氧基官能聚合物、环氧基反应性聚合物二者混合在室温下即可反应固化，即乳胶组合物可低温固化，可显著降低生产能耗。

下面通过实施例来对本发明进行具体说明。

实施例1

（1）选择聚酰胺环氧氯丙烷类聚合物Kymene 557H（含水，固含量为12.5%）作为环氧基官能聚合物，醋酸乙烯酯类混合物Celanese X-LINK 2819（含水，固含量为50%）作为环氧基反应性聚合物，先将Kymene 557H的pH调至7，然后按1：2的固含量比例将二者混合，加入去离子水，配成固含量为25%的乳胶组合物后，搅拌30min使其充分混匀。

（2）配置浆料（含65wt%的漂白化学浆与35wt%的高得率浆），浆料中添加有0.1wt%的湿强剂PAE，使用该浆料抄造基材原纸，该基材原纸为无碳复写纸底纸，基重为70g/cm²，湿干比为9%。

（3）采用单面涂法将配好的乳胶组合物添加到基材原纸，乳胶组合物相对于基材原纸的质量添加比为12%，处理后纸张置于室温下晾干，放置48小时或在120℃条件下固化5秒。

对比例1

另将与实施例1中同样的基材原纸涂覆实施例1使用的环氧基反应性聚合物（醋酸乙烯酯类混合物Celanese X-LINK 2819），作为对比例1。

将基材原纸、固化后的实施例1和对比例1所制得的纸张裁成1英寸*3英寸大小，采用Zwick/Roell拉力仪测定纸张的干湿强度。测试结果如表一所示。

表一

由表一可知：与基材原纸相比，涂覆实施例1中的乳胶组合物的纸张的干、湿强度、湿干比均有大幅提升。与对比例1涂覆常规Celanese X-LINK 2819的纸张相比，涂覆实施例1中的乳胶组合物的纸张干、湿强度、湿干比均有明显提升。

且从表一可知：室温处理与120℃处理后纸张最终干、湿强度、湿干比接近，表明本发明所使用的乳胶组合物可室温固化，降低乳胶组合物固化所需的热能，减少生产上能量的花费，亦可在节能减碳上发挥功用。

另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims

1.一种文化用纸，其包括基材原纸及施加于基材原纸至少一个表面上的乳胶组合物层，该乳胶组合物层通过将乳胶组合物施加在基材原纸表面干燥形成，其特征在于：抄造该基材原纸的浆料中含有漂白化学浆及高得率浆，其中浆料中高得率浆的质量百分含量为20%-75%，剩余的为漂白化学浆；该乳胶组合物含有环氧基官能聚合物、环氧基反应性聚合物及适量的水，其中环氧基官能聚合物的质量为环氧基反应性聚合物的质量的5%-100%；该环氧基官能聚合物指含有环氧基的聚合物，具体包括水溶性聚官能环氧树脂、环氧基-改性的有机反应性硅酮、缩水甘油基环氧树脂、脂肪族非缩水甘油基环氧树脂、环脂肪族非缩水甘油基环氧树脂；该环氧基反应性聚合物为含有羧基、羟基、巯基、酐、胺、酰胺、氰基、酯基中的至少一种官能基团的聚合物。

2.如权利要求1所述的文化用纸，其特征在于：该浆料中还添加有浆料质量的0.1%-0.3%的湿强剂。

3.如权利要求2所述的文化用纸，其特征在于：该湿强剂包括聚酰胺环氧树脂、聚乙烯胺、阳离子聚丙烯酰胺、三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚乙烯亚胺中的至少一种。

4.如权利要求1所述的文化用纸，其特征在于：该水溶性聚官能环氧树脂包括聚胺-表氯醇在碱性条件下缩合的湿强度树脂；该缩水甘油基环氧树脂包括缩水甘油基醚、缩水甘油基酯和缩水甘油基胺树脂。

5.如权利要求1所述的文化用纸，其特征在于：该环氧基反应性聚合物由两种及以上单一单体聚合物按不同比例混合而成，或是由两种及以上单体共聚而成多元共聚物组成。

6.如权利要求5所述的文化用纸，其特征在于：该多元共聚物由丙烯酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯三类单体中的至少两种共聚而成。

7.如权利要求5所述的文化用纸，其特征在于：构成含羧基的环氧基反应性聚合物其单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、反丁烯二酸、顺丁烯二酸以及羧基与不饱和碳相连的二羧酸，且丙烯酸和甲基丙烯酸单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸及其低级烷基酯和芳香族衍生物。

8.如权利要求1所述的文化用纸，其特征在于：该乳胶组合物中还选择性添加有其他功能性助剂中的至少一种，其他功能性助剂包括润湿剂，增稠剂，成膜剂，分散剂，填充剂。

9.如权利要求1所述的文化用纸，其特征在于：该乳胶组合物的制备预先将环氧基官能聚合物调至pH>7，然后将环氧基官能聚合物与环氧基反应性聚合物混合。

10.如权利要求1所述的文化用纸，其特征在于：该乳胶组合物中还选择性添加有表面施胶剂，该表面施胶剂为乳酪素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、蜡、氧化淀粉、双醛淀粉中的一种或多种。

11.如权利要求1所述的文化用纸，其特征在于：该基材原纸的基重介于30-250gsm之间。

12.如权利要求1所述的文化用纸，其特征在于：该乳胶组合物的施加量为基材原纸的质量的3%-30%。