CN102995501B

CN102995501B - 一种帘式涂布牛卡纸及其制备方法

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Publication number: CN102995501B
Application number: CN2012104336883A
Authority: CN
Inventors: 舒君明; 冯军贤; 文学芬; 李聪定; 黄公荣
Original assignee: JIAN GROUP Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Shanying Co. Ltd.
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2032-11-02
Also published as: CN102995501A

Abstract

本发明属于造纸技术领域，涉及一种帘式涂布牛卡纸及制备所述帘式涂布牛卡纸的方法，为了解决现有牛卡纸为了达到良好的性能（例如定量低、强度高、表面油墨吸收性好、印刷光泽度好等等），至少对白面牛卡原纸具有相当高的要求，从而提高牛卡纸的生产成本的问题，本发明主要对涂布层进行了改进，从而能有效的解决上述技术问题。

Description

一种帘式涂布牛卡纸及其制备方法

技术领域

本发明属于造纸技术领域，涉及一种帘式涂布牛卡纸，另外，本发明还提供制备所述帘式涂布牛卡纸的方法。

背景技术

目前，市场上的涂布白面牛卡纸，因其产品具有定量低，强度高、表面油墨吸收性和印刷光泽度好的特点，深受广大客户的欢迎。但由于成纸高白度（白度要求在80°以上），以及纸面遮盖性的要求，现有涂布白面牛卡纸只能在白面牛卡纸上进行涂布。

同时，现有涂布白面牛卡纸对白面牛卡原纸的纸面细腻度、杂质含量、尘埃度以及纸面白度都提出相当高的要求。主要体现在，现有涂布牛卡纸对原纸白度要求在65°以上，经过2次，或者3次涂布以后，成纸才能做到80°以上，尘埃度的要求应当满足使原纸不能有大的瑕疵，否则，经过涂布后涂层无法遮盖住。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有牛卡纸为了达到良好的性能（例如定量低、强度高、表面油墨吸收性好、印刷光泽度好等等），至少对白面牛卡原纸具有相当高的要求，从而提高牛卡纸的生产成本的问题，并针对该问题提供一种帘式涂布牛卡纸。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

一种帘式涂布牛卡纸，包括正面施胶层、背面施胶层、位于正面施胶层及背面施胶层之间的原纸层以及设置在正面施胶层上的涂布层，所述涂布层由颜料、胶粘剂和助剂组成，涂布层分为底涂层、面涂层以及位于底涂层和面涂层之间的帘涂层，其特征在于底涂层、帘涂层以及面涂层中所使用的颜料如下表：

	颜料（100重量份份）
		底涂层	碳酸钙50-100份高岭土0-50份
帘涂层	碳酸钙20-60份煅烧瓷土10-30份高岭土10-30份
		面涂层	碳酸钙50-100份高岭土10-30份钛白粉10-30份

所述胶粘剂包括醋酸胶乳、丁苯胶乳和涂布淀粉中的至少一种，所述助剂包括固定部分及选择部分，所述固定部分包括羧甲基纤维素钠保水剂、聚合浓缩脂消泡剂、四磺酸OBA、碳酸锆铵类抗水剂以及聚丙烯酸钠分散剂，所述供选部分包括聚丙烯酸系增稠剂以及硬脂酸钙类润滑剂；至少65%的碳酸钙粒径在1um-2um，所述高岭土包括细粒高岭土以及剥片高岭土，至少90%的细粒高岭土的粒径小于等于2μm，至少80%的剥片高岭土粒径小于2μm，至少88%的煅烧瓷土的粒径小于2μm。

相比于现有涂布牛卡纸，本发明对涂布层做了改进，发现采用上述方案后，对原纸层的要求将大大降低，这些要求在背景技术部分做过描述，例如纸面细腻度、杂质含量、尘埃度以及纸面白度，所述改进具有深远的意义，事实上，技术人员为了得到外观高的纸面，通常采用提高涂布层的涂布量的方法予以解决，但采用高涂布量方案后，整个涂布牛卡纸的性能会受到较大的影响，而本发明在采用上述技术方案后，得到的涂布层不仅使纸面精美，并且具有出众的遮盖性能，具有白度高、平整度好、印刷性能优良的特点。通常，本发明所述涂布牛卡纸涂布层质量参数至少达到下表要求。

定量（g/m²）	5-40
		粗糙度PPS（um）	≤2.0
平滑度BEKK（s）	≥100
		白度（%）	81-85
光泽度（75°）（%）	45-55
		K&N值（%）	20-30
尘埃（个/m²）	≤80
		胶印性能RI（次）	≥2.0

所得数据均通过国家相应标准测定，例如定量测定采用GB/T 451.2-2002《纸和纸板定量的测定》、粗糙度的测定按照 GB/T 22363-2008《纸和纸板粗糙度的测定（空气泄漏法）》、平滑度的测定按照GB/T 456-2002《纸和纸板平滑度的测定（别克法）》、白度的测定按照 GB/T 22880-2008《纸和纸板CIE白度的测定，D65/10°》、光泽度的测定按照 GB/T 12032-2005《纸和纸板印刷光泽度印样的制备》、K&N值的测定按照 GB/T 12911-1991《纸和纸板油墨吸收性的测定法》

由于涂布层赋予涂布牛卡纸良好的外观性能，对于涂布牛卡纸其他各层的设计不需要考虑涂布牛卡纸整体外观性能这一限定性指标的约束，从而消除了对涂布牛卡纸各层改进的思想禁锢，例如技术人员可以对涂布层本身进行进一步的改进，使所述帘涂层为至少一层以上（例如两层）的结构，向帘涂层添加不同的层状结构，可以相应的使涂布牛卡纸表现出不同的表观性能。

本领域技术人员还可以对原纸层进行改进，例如在原纸的选材上可以选用在外观上表现较差而具有其他优越性能（例如强度等等）的材料，本发明就列举了这样的一种高强度原纸层，从而能够大幅提高本发明所述涂布牛卡纸的强度，所述原纸层包括设置在正面施胶层下的面层、芯层以及设置在背面施胶层上的底层，面层原料为木浆或者办公废纸脱墨浆中的一种或两种，芯层原料为废纸回收浆，底层原料为进口OCC废纸浆和国内OCC废纸浆，以100%绝干计，进口OCC废纸浆含量为20%-60%，国内OCC废纸浆含量为80%-40%。

得到的原纸层各层的克重一般较低，所述面层克重范围在10-40 g/m²，所述的芯层克重范围在20-50克，所述的底层克重范围在45-200g/m²，而强度通常较高，例如本发明所述帘式涂布牛卡纸的环压指数≥7.0N.m/g，耐破指数≥2.2 kpa. m²/g，耐折度≥30。

在对涂布层做重大改进的基础上，本发明还改进了正面施胶层以及背面施胶层，得到了层间强度较高的涂布牛卡纸，首先设计了施胶层的材料，所述正面施胶层及背面施胶层的施胶介质包括经蒸煮糊化后的淀粉、表胶剂、表胶硫酸铝、聚合浓缩脂消泡剂以及淀粉酶转化剂，所述淀粉为玉米原淀粉或者木薯原淀粉，具体用量见下表：

然后，使所述正面施胶层及背面施胶层的施胶量为1-5 g/m²，从而至少得到层间强度≥160 J/m²的帘式涂布牛卡纸。

为了便于技术人员实施，并得到本发明所述帘式涂布牛卡纸的各项技术效果，本发明提供了一种制备帘式涂布牛卡纸的方法，该方法依次包括原纸层制备步骤、施胶层制备步骤以及涂布层制备步骤，涂布层制备步骤包括：

a、涂布底涂层的步骤；

b、用帘式涂布机在底涂层上涂布形成帘涂层的步骤；

c、在帘涂层涂布形成面涂层的步骤；

所述a步骤采用硬刮刀、软刮刀以及刮棒涂布方式中的一种进行；所述b步骤是使帘式涂布机采用单帘层或多帘层涂布方式进行涂布；所述c步骤采用软刮刀涂布方式进行。

对于原纸层制备步骤及施胶层制备步骤，技术人员可以参照现有技术进行。

附图说明

图1是实施例1所述帘式涂布牛卡纸的层状结构示意图；

图2是实施例3所述帘式涂布牛卡纸的层状结构示意图。

具体实施方式

本具体实施方式将补充介绍本发明，这将更有利于技术人员实施本发明，并顺利的得到本发明所述的各种技术效果。

本发明所述的帘式涂布牛卡纸中的涂布层由颜料、胶粘剂和助剂组成，分为底涂层、面涂层以及位于底涂层和面涂层之间的帘涂层，底涂层、帘涂层以及面涂层中所使用的颜料如下表：

在一些实施例中，所述底涂层包括碳酸钙、高岭土、羧甲基纤维素钠保水剂、聚合浓缩脂消泡剂、四磺酸OBA、丁苯胶乳、涂布淀粉、碳酸锆铵类抗水剂、聚丙烯酸钠分散剂、聚丙烯酸系增稠剂。

所述帘涂层包括碳酸钙、高岭土、煅烧土、羧甲基纤维素钠保水剂、聚合浓缩脂消泡剂、四磺酸OBA、丁苯胶乳、涂布淀粉、碳酸锆铵类抗水剂、聚丙烯酸钠分散剂、聚丙烯酸系增稠剂。

所述面涂层包括碳酸钙、高岭土、钛白粉、羧甲基纤维素钠保水剂、聚合浓缩脂消泡剂、四磺酸OBA、丁苯胶乳、硬脂酸钙类润滑剂、碳酸锆铵类抗水剂、聚丙烯酸钠分散剂、聚丙烯酸系增稠剂。根据实际情况，所述面涂层还可以包括塑性颜料。

所述涂布层可以进一步设置如下：

	涂层量(g/m²)	固含量(%)	黏度(CPS)	PH
					底涂层	10-15	60-70	1200-1800	8-10
帘涂层	5-15	60-70	400-1000	8-10
					面涂层	10-15	60-70	1200-1800	8-10

所述施胶层可以进一步设置如下：

	施胶量(g/m²)	固含量(%)	黏度(CPS)	PH
					正面施胶层	1-2.5	8-12	10-40	3-4
背面施胶层	1-2.5	8-12	10-40	3-4

从而进一步提高涂布层及施胶层各自的质量。为方便说明，将经过施胶后的原纸层称为施胶原纸层。

技术人员可以用以下方法制备帘式涂布牛卡纸，包括：原纸层制备步骤、施胶层制备步骤以及涂布层制备步骤，涂布层制备步骤包括：

a、涂布底涂层的步骤

采用硬刮刀、软刮刀，或者刮棒涂布方式中的一种，对施胶原纸层进行涂布，在覆盖住施胶原纸层的同时，提高施胶原纸层的平滑度；

b、用帘式涂布机在底涂层上涂布形成帘涂层的步骤

使帘式涂布机采用单帘层或多帘层涂布方式对涂有底涂层的施胶原纸层进行涂布，这样可以充分发挥帘式涂布遮盖性好的特点，提高白度并遮盖瑕疵，以致于可以使帘布层为多层（为根据需要添加的具有各种功能的涂层，例如两层）结构；

c、在帘涂层涂布形成面涂层的步骤

采用软刮刀涂布方式对涂有帘涂层的施胶原纸层进行涂布，从而使表面涂层更加均匀，光泽度更高、印刷适应性更强。

技术人员可以按照本发明公开的参数（例如涂布层各层的涂层量、固含量、黏度以及PH值）实施上述各步骤，也可以进一步的将各层的涂布量控制在8-15 g/m²,总涂布量为25-40 g/m²。

所述原纸层包括面层、芯层以及底层，原纸层制备步骤包括：

对原纸层各层浆料进行分配，输至纸机流浆箱，形成湿页纸；

用三叠网成型装置对湿页纸脱水、复合、抽吸，形成原纸板；

对原纸板进行两道靴式压榨的机械脱水，以提升原纸强度，降低能耗，然后烘干，得到原纸层。

一般的，压榨线压为：一压800-1000KN/M，二压1000-1200KN/M。

所述施胶层制备步骤包括：

采用膜式施胶的方式对面层和底层进行施胶，增加原纸层物理强度，尤其表面强度（例如层间强度），改善原纸层平滑性，同时提高抗水性能以及适印性能；

将施胶后原纸层进入硬压光，硬压光线压力根据不同克重，线压控制范围在50-100 KN/M，温度控制在120-180℃。施胶介质中的淀粉质量百分比浓度为8-12%。

实施例1

如图1，一种帘式涂布牛卡纸，包括正面施胶层4、背面施胶层8、位于正面施胶层4及背面施胶层8之间的原纸层以及设置在正面施胶层4上的涂布层，涂布层分为底涂层3、面涂层1以及位于底涂层3和面涂层1之间的帘涂层2，原纸层分为底层7、芯层6以及面层5，其中原纸层的用料见表1：

表1

施胶层的用料见表2：

表2

涂布层的用料见表3：

表3

备注：65级是指65%以上的碳酸钙直径在2um以内，其余类推，聚合浓缩脂消泡剂由亚马逊化工有限公司生产，牌号为AmiDefoam5802。

所述帘式涂布牛卡纸施胶层及涂布层的设置见表4：

表4

	涂层量g/m²	固含量%	黏度CPS	PH
					正面表胶层	2	10	30	3.5
背面表胶层	2	12	40	3.2
					底涂层	12	65	1600	8.7
帘涂层（单层）	10	60	600	8.5
					面涂层	10	68	1500	8.8

以下为制备方法：

由制浆车间制造的不同浆料，经过制浆筛选净化打浆（打浆度见下表），

	面层	芯层	底层
				打浆度°SR	40	38	40

按照质量百分比为4%的混合浓度，分别送到造纸车间，按照表1比例分配到面层、芯层、底层混合浆池。

已搭配好的各层浆料，经过各自的上料系统输送到纸机流浆箱，以0.3-1.0%的浆料上网，形成湿纸页。然后经三叠网成型装置的脱水、复合及高真空抽吸，制成24%干度原纸板，送往压榨部，经过两道靴式压榨的机械脱水，干度达到48%以上送往烘干部，其中压榨线压为：一压900KN/M，二压1000KN/M。

经过烘干后的纸幅，以90-92%干度，进入表面施胶机，进行正背面膜式施胶。其中表面施胶淀粉浓度8-12%，经过表面施胶后的原纸，经过后干燥进行再烘干到92%干度，进入硬压光，硬压光线压力的线压控制范围在80 KN/M，温度控制在150℃；

经过硬压光后的涂布原纸板，在进行表面平整修饰，获取横幅一致的厚度后，进入涂布系统，按顺序进行底涂、单帘或者多层帘涂，最后进行面涂涂布；涂布后的纸板经过燃气烘箱以及热风箱干燥后，再进入软压光机进行纸面整饰，最后成形卷取，完成整道工序。所述软压光机的线压控制范围在50 KN/M，温度控制在120℃。

实施例2

实施例2与实施例1相同，不同之处在于以下原纸层、涂布层用料配方以及生产参数：

实施例2中原纸层的用料

实施例2中涂布层的用料

实施例2中的生产参数

压榨线压	一压：900KN/M；二压：1000KN/M；
		硬压光机	线压：60 KN/M；温度：160℃

实施例3

如图2，一种帘式涂布牛卡纸，包括正面施胶层14、背面施胶层18、位于正面施胶层14及背面施胶层18之间的原纸层以及设置在正面施胶层14上的涂布层，涂布层分为底涂层13、面涂层11以及位于底涂层13和面涂层11之间的帘涂层12，其中帘涂层12为双帘层（分别为上帘层20以及下帘层19），原纸层分为底层17、芯层16以及面层15，其中原纸层的用料见表5：

表5

施胶层的用料见表6：

表6

涂布层的用料见表7：

表7

备注：65级是指65%以上的碳酸钙直径在2um以内，其他以此类推，聚合浓缩脂消泡剂由亚马逊化工有限公司生产，牌号为AmiDefoam5802。

以下为制备方法：

	面层	芯层	底层
				打浆度°SR	46	50	40

按照质量百分比为4%的混合浓度，分别送到造纸车间，按照表5比例分配到面层、芯层、底层混合浆池。

已搭配好的各层浆料，经过各自的上料系统输送到纸机流浆箱，以0.3-1.0%的浆料上网，形成湿纸页。然后经三叠网成型装置的脱水、复合及高真空抽吸，制成24%干度原纸板，送往压榨部，经过两道靴式压榨的机械脱水，干度达到48%以上送往烘干部，其中压榨线压为：一压800KN/M，二压950KN/M。

经过烘干后的纸幅，以90-92%干度，进入表面施胶机，进行正背面膜式施胶。其中表面施胶淀粉浓度8-12%，经过表面施胶后的原纸，经过后干燥进行再烘干到92%干度，进入硬压光，硬压光线压力的线压控制范围在80 KN/M，温度控制在160℃；

经过硬压光后的涂布原纸板，在进行表面平整修饰，获取横幅一致的厚度后，进入涂布系统，按顺序进行底涂、单帘或者多层帘涂，最后进行面涂涂布；涂布后的纸板经过燃气烘箱以及热风箱干燥后，再进入软压光机进行纸面整饰，最后成形卷取，完成整道工序。所述软压光机的线压控制范围在60 KN/M，温度控制在150℃；

实施例3所述帘式涂布牛卡纸施胶层及涂布层的设置见表8：

表8

	涂层量g/m²	固含量%	黏度CPS	PH
					正面表胶层	2	12	40	3.6
背面表胶层	2	10	25	3.2
					底涂层	13	65	1800	8.5
帘涂层（双层）	12	60	550	8.0
					面涂层	11	68	1400	8.5

经过上述三种实施例生产出的帘式涂布牛卡纸，其主要产品指标为：

	实施例1	实施例2	实施例3
				定量（g/m²）	200	230	200
紧度（g/cm³)	0.96	0.95	0.98
				粗糙度PPS（um）面涂层一面	1.6	1.8	1.7
平滑度BEKK（s）面涂层一面	230	210	260
				环压指数（N.m/g）	11.0	12.5	11.0
耐破指数（kpa.㎡/g）	2.4	2.3	2.36
				耐折度（次）CD	50	45	42
层间强度（J/m²）	210	200	230
				白度（%）面涂层一面	83	81.5	81
光泽度（75°）（%）面涂层一面	49.5	51	48
				K&N值（%）面涂层一面	20	22	23
起泡速度IGT（m/s）面涂层一面	2.0	2.5	1.9

检测标准分别为：取样按照GB/T 450-2008《纸和纸板试样的采取及试样纵横向、正反面的测定》、定量测定采用GB/T 451.2-2002《纸和纸板定量的测定》、紧度的测定按照 GB/ 451.3-2002《纸和纸板厚度的测定》、粗糙度的测定按照 GB/T 22363-2008《纸和纸板粗糙度的测定（空气泄漏法）》、平滑度的测定按照 GB/T 456-2002《纸和纸板平滑度的测定（别克法）》、环压强度的测定按照GB/T2679.8-1995《纸和纸板环压强度的测定》、耐破的测定按照GB/T 1539-2007《纸板耐破度的测定》、耐折度的测定按照GB/T 457-2008《纸和纸板耐折度的测定》、白度的测定按照 GB/T 22880-2008《纸和纸板CIE白度的测定，D65/10°》、光泽度的测定按照 GB/T 12032-2005《纸和纸板印刷光泽度印样的制备》、K&N值的测定按照GB/T 12911-1991《纸和纸板油墨吸收性的测定法》。

Claims

1.一种帘式涂布牛卡纸，包括正面施胶层、背面施胶层、位于正面施胶层及背面施胶层之间的原纸层以及设置在正面施胶层上的涂布层，所述涂布层由颜料、胶粘剂和助剂组成，涂布层分为底涂层、面涂层以及位于底涂层和面涂层之间的帘涂层，其特征在于底涂层、帘涂层以及面涂层中所使用的颜料组成重量如下：底涂层以100重量份计：碳酸钙50-100份，高岭土0-50份；帘涂层以100重量份计：碳酸钙20-60份，煅烧瓷土10-30份，高岭土10-30份；面涂层以100重量份计：碳酸钙50-100份，高岭土10-30份，钛白粉10-30份；

所述胶粘剂包括醋酸胶乳、丁苯胶乳和涂布淀粉中的至少一种，所述助剂包括固定部分及选择部分，所述固定部分包括羧甲基纤维素钠保水剂、聚合浓缩脂消泡剂、四磺酸OBA、碳酸锆铵类抗水剂以及聚丙烯酸钠分散剂，所述选择部分包括聚丙烯酸系增稠剂以及硬脂酸钙类润滑剂；至少65%的碳酸钙粒径在1um-2um，所述高岭土包括细粒高岭土以及剥片高岭土，至少90%的细粒高岭土的粒径小于等于2um，至少80%的剥片高岭土粒径小于2um，至少88%的煅烧瓷土的粒径小于2um；

所述原纸层包括设置在正面施胶层下的面层、芯层以及设置在背面施胶层上的底层，面层原料为木浆或者办公废纸脱墨浆中的一种或两种，芯层原料为废纸回收浆，底层原料为进口OCC废纸浆和国内OCC废纸浆，以100%绝干计，进口OCC废纸浆含量为20%-60%，国内OCC废纸浆含量为80%-40%；所述面层克重范围在10-40g/m²，所述的芯层克重范围在20-50 g/m²，所述的底层克重范围在45-200 g/m²；

所述涂布层制备步骤如下：

a、采用硬刮刀、软刮刀或刮棒涂布方式涂布形成底涂层的步骤；

b、用帘式涂布机在底涂层上涂布形成帘涂层的步骤；

c、在帘涂层上采用软刮刀涂布方式涂布形成面涂层的步骤；

所述b步骤是使帘式涂布机采用单帘层或多帘层涂布方式进行涂布；所述帘涂层至少为一层以上结构；

所述涂布牛卡纸涂布层质量参数为：定量为5-40 g/m²，粗糙度PPS≤2.0um，平滑度BEKK≥100s，白度为81-85%，75°的光泽度为45-55%，K&N值为20-30%，尘埃为≤80个/m²，胶印性能RI≥2.0次。

2.根据权利要求1所述的一种帘式涂布牛卡纸，其特征在于所述正面施胶层及背面施胶层的施胶介质包括经蒸煮糊化后的淀粉、表胶剂、表胶硫酸铝、聚合浓缩脂消泡剂以及淀粉酶转化剂，所述淀粉为玉米原淀粉或者木薯原淀粉，以绝干量计具体用量如下：正面施胶层：淀粉为8-20Kg/吨帘式涂布牛卡纸，表胶剂为1-3Kg/吨帘式涂布牛卡纸，表胶硫酸铝为1-3Kg/吨帘式涂布牛卡纸，聚合浓缩脂消泡剂为0.01-0.03 Kg/吨帘式涂布牛卡纸，淀粉酶转化剂为0.05-0.15Kg/吨淀粉；背面施胶层：淀粉为8-20Kg/吨帘式涂布牛卡纸，表胶剂为1-3 Kg/吨帘式涂布牛卡纸，表胶硫酸铝为1-3 Kg/吨帘式涂布牛卡纸，聚合浓缩脂消泡剂为0.02-0.04 Kg/吨帘式涂布牛卡纸，淀粉酶转化剂为0.05-0.15Kg/吨淀粉；所述正面施胶层及背面施胶层的施胶量为1-5 g/m²。

3.根据权利要求1所述的一种帘式涂布牛卡纸，其特征在于所述帘式涂布牛卡纸的层间强度≥160 J/m²。

4.根据权利要求1所述的一种帘式涂布牛卡纸，其特征在于所述帘式涂布牛卡纸的环压指数≥7.0N.m/g，耐破指数≥2.2 kpa. m²/g，耐折度≥30。