CN103074804A

CN103074804A - 一种高光泽热敏纸及其生产方法

Info

Publication number: CN103074804A
Application number: CN2012105580428A
Authority: CN
Inventors: 喻建军; 方志强; 陈港
Original assignee: HUNAN HENG HAN PAPER CO Ltd; South China University of Technology SCUT
Current assignee: HUNAN HENG HAN PAPER CO Ltd; South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN103074804B

Abstract

本发明公开了一种高光泽热敏纸及其生产方法。所述生产方法是在原纸上涂布预涂层涂料得预涂纸；将预涂纸与涂有发色层涂料的薄片材料复合，烘干；分离所述薄片材料，制得成纸；无需压光，所述热敏纸光泽度高于40%；预涂层中包括煅烧瓷土、碳酸钙、胶黏剂、分散剂、润滑剂、抗水剂、增稠剂；发色层主要包含发色剂、显色剂、增感剂、研磨助剂、润滑剂、胶黏剂、煅烧瓷土、碳酸钙、稳定剂。本发明制备的高光热敏纸在保证传统热敏纸所具有的显色性能和耐老化性能的基础上，赋予热敏纸优异的外观和表面强度，纸页光泽度（75°，GB/T8941-2007）可达到40%以上；成纸无需压光即可获得较高的平滑度，保证了热敏纸的厚度。

Description

一种高光泽热敏纸及其生产方法

技术领域

本发明属热敏纸技术领域，尤其涉及一种高光泽热敏纸的制造方法。

技术背景

随着社会经济和科技的快速发展，热敏纸因其优异的性能而日益显示出广阔的用途和重要的市场地位，需要不断开发新的品种来满足不同应用领域的需求，扩大热敏纸的消费量。同时，各种新兴行业快速崛起，为热敏纸的应用提供了更多的新机会。我国的热敏纸生产起步较晚，目前规模相对较小，许多应用领域还没有开拓出来，有必要积极推进向前发展，使热敏纸朝着高性能，低成本、环保低碳的方向发展。

目前市场上出售的热敏纸基本上都是哑光型热敏纸，其生产工艺是采用在原纸正面进行多次涂布制成。目前赋予纸张光泽度的方法主要有四种：铸涂（陈国丕，铸涂高光相纸的生产工艺技术中华纸业，2009，NO.1 50-52）、超压（张菊先等，超级压光纸的技术发展趋势及其市场，中国造纸，2007,No.8 57-62）、杨氏烘缸和树脂涂布（王锐等，纸张树脂涂布的方法及其影响因索，纸和造纸，2002，NO.65-67），但是这些方法都不适合生产高光泽度的热敏纸。铸涂可用于生产光泽度高于80%（75°，GB/T 8941-2007）的纸种，但是其生产速度很慢，基本都在50m/min以内，烘干温度120℃左右，热敏涂层容易显色，显然不符合热敏纸的生产。杨氏烘缸法主要用于生产单面光的纸张或者原纸，光泽度基本都在40%（75°，GB/T 8941-2007）以内，而且贴缸模式不容易剥离并容易损坏涂层的表面，也不适宜热敏纸生产。超级压光在铜版纸、酒标纸等品种得到普遍应用，其主要提高平整度和光泽度。但在热敏纸的生产中采用压光机主要用于提高热敏纸的平滑度，提高其显示性能，对纸页表面光学性能的改善作用不大，而且带来厚度的降低，因此热敏纸的生产中采用压光机的方式提高光泽度非常局限。树脂涂布主要是利用树脂优异的成膜性在热敏纸的表面形成一层均匀的树脂膜，从而提高热敏纸的光泽度，但是这种方式获得热敏纸会降低其发色性能，同时，因为树脂的成本较高，这势必会提高热敏纸的生产成本，其高成本决定了该类热敏纸只能在特定领域的应用，无法进行大规模的应用。综上所述，以上所述的四种提高纸张的光泽度的方法都不适用于生产成本低廉的高光泽热敏纸。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种高光泽热敏纸及其生产方法，具体技术方案如下。

一种高光泽热敏纸的生产方法，所述热敏纸包括原纸、预涂层和发色层，所述生产方法包括：在原纸上涂布预涂层涂料得预涂纸；将预涂纸与涂有发色层涂料的薄片材料复合，烘干；分离所述薄片材料，制得成纸；无需压光，所述热敏纸光泽度高于40%（75°，GB/T 8941-2007），表面强度2.0m/s（GB/T 22365-2008）以上。

进一步优化的，所述原纸为热敏原纸、双胶纸、书写纸、铜版纸或白卡纸，纸张定量为50~200g/㎡，平滑度大于30s，60s时表面吸水量Cobb小于60g/㎡。

进一步优化的，预涂层涂料与发色层涂料都为水性涂料。

进一步优化的，所述高光泽高平整度的薄片材料为铝箔或聚对苯二甲酸乙二醇酯高分子薄片材料或聚丙烯高分子薄片材料或聚乙烯高分子薄片材料或淋膜纸或BOPP，厚度为12μm~100μm。

进一步优化的，所述烘干的温度低于100℃。

进一步优化的，以重量份数计，预涂层涂料中包括煅烧瓷土80~100份，碳酸钙20~0份，胶黏剂8~15份，分散剂0.2~0.6、润滑剂1~2份，抗水剂0.5~1.0份，增稠剂0.5~1.5份；涂料pH值8.0~9.0，固含量重量百分比为50%~60%。

进一步优化的，以重量份数计，发色层涂料包括发色剂6~10份，显色剂19~25份，增感剂22~28份，润滑剂5~10份，胶黏剂5~15份，煅烧瓷10~25份、碳酸钙10~25份，稳定剂10~17份；涂料固含量重量百分比为30~40%。

进一步优化的，所述发色层涂料还包括研磨助剂（如聚乙烯醇）3.5~5份。

进一步优化的，预涂层涂料采用辊式或刮刀涂布，涂布量为8~12g/㎡；发色层涂料采用辊式涂布，涂布量为3.0~6.0g/㎡。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明制备的高光热敏纸在保证传统热敏纸所具有的显色性能和耐老化性能的基础上，赋予热敏纸优异的外观和表面强度（GB/T 22365-2008），纸页光泽度（75°，GB/T 8941-2007）可达到40%以上；成纸无需压光即可获得较高的平滑度，保证了热敏纸的厚度。本发明所述的热敏纸能够保证在热敏打印机打印时得到优异的图像显示性能，同时赋予热敏纸较高的光泽度和表面强度，而且无需压光热敏纸表面就可获得高的平滑度，减少热敏纸厚度损失。

附图说明

图1为本发明所述高光泽热敏纸的剖面示意图。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本法目的实施和保护范围不限于此。

如图1，本高光泽热敏纸110，包括原纸100，形成于原纸100表面的预涂层101以及形成于预涂层101表面的发色层102。

实例中的原纸100采用全木浆、混合木浆抄造而成。

该预涂层101中含有煅烧瓷土、碳酸钙、胶黏剂、分散剂、润滑剂、抗水剂、增稠剂，其中煅烧瓷土80~100份，碳酸钙20~0份，胶黏剂8-15份，分散剂0.2~0.6份，润滑剂1~2份，抗水剂0.5~1.0份，增稠剂0.5~1.5份，涂布量为7~11g/㎡。所述碳酸钙为轻质碳酸钙、重质碳酸钙中的一种以上。所述胶黏剂为丁苯胶乳、苯乙烯丙烯酸、淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种以上。所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚羧酸钠、六偏磷酸钠中的一种以上。所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡乳液中的一种以上，所述抗水剂为碳酸锆钾、聚酰胺聚脲树脂中的一种以上。所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸中的一种以上。

发色层102中含有发色剂6~10份、显色剂19~25份、增感剂22~28份、研磨助剂3.5~5份、润滑剂5~10份、胶黏剂5~15份、煅烧瓷土10~25份、碳酸钙10~25份、稳定剂10~17份。涂布量为3.5~6.0g/㎡。所述发色剂为荧烷类2-苯基-氨基-3-甲基-6-二乙氨基荧烷、结晶紫内酯、苯酰亚甲基蓝中一种；所述显色剂为双酚A、4-羟基苯甲酸苄酯、苯甲基对位苯、对羟基苯甲酸酯、对羟基安息酸苄酯、双酚S中的一种；所述增感剂为苄基-2-萘基醚、四甲基二苯乙烷、对位苯二酸二甲酯、乙二醇甲苯基醚中一种；所述研磨助剂为聚乙烯醇；所述的润滑剂为硬酯酸锌、硬脂酸钙和石蜡中的一种以上；所述的胶黏剂为丁苯胶乳、淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素和丙烯酸胶乳中的一种以上；所述碳酸钙为轻质碳酸钙、重质碳酸钙中的一种以上；所述稳定剂为丙烯酸锌、硬脂酸锌、环氧化合物和对酞酸二苯酰的一种。

本发明所述的热敏纸110能够保证打印时获得优异的图文显示性能，此外具有较高的光泽度，良好的外观，且能够有效提高热敏纸110的厚度和表面强度。

本发明所述的热敏纸110的制备方法，其步骤如下：

（1）提供初始的原纸100，该原纸100优先选用全木浆和混合浆抄造制备。原纸的吸水值小于50g/㎡，平滑度大于30s。

（2）配制预涂层涂料

使用煅烧瓷土、碳酸钙、胶黏剂、分散剂、润滑剂、抗水剂、增稠剂和水，在搅拌的条件下将80~100份煅烧瓷土、20~0份碳酸钙、8-15份胶黏剂、0.2~0.6份分散剂、1~2份润滑剂、0.5~1.0份抗水剂、0.5~1.5份增稠剂和水混合制备成固含量为45%~55%的预涂涂料，其中煅烧瓷土和碳酸钙的总质量与胶黏剂的质量比为100:10~20。

所述碳酸钙为轻质碳酸钙、重质碳酸钙中的一种以上。

所述胶黏剂为丁苯胶乳、苯乙烯丙烯酸、淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素的一种以上。

所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚羧酸钠、六偏磷酸钠中的一种以上。

所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡乳液中的一种以上。

所述抗水剂为碳酸锆钾、聚酰胺聚脲树脂中的一种以上。

所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸中的一种以上。

（3）在该原纸100表面涂布预涂涂料并干燥形成预涂层101。使用涂布机将预涂涂料涂布于原纸100表面，涂布量为7~11g/㎡。经干燥，预涂涂料中的水分挥发，形成固体的预涂层101.

该预涂层101中含有煅烧瓷土、碳酸钙与胶黏剂等，其中煅烧瓷土和碳酸钙的总质量与胶黏剂的质量比为100：10~20。该预涂层101可提高对原纸密封性，提高纸张的平滑度，减少发色层涂料的渗透，并且具有一定的隔热效果，在后续打印时可将打印头提供的热能更多的停留在发色层，提高发色层的功效。

（4）配制发色层涂料

首先分别配制第一组分、第二组分和第三组分。

第一组分：取发色剂85份和研磨助剂15份（液态物质，如聚乙烯醇），加水混合配制成两者质量百分比之和为35~40%的混合液，并在湿式研磨机中将固体颗粒研磨到粒径为0.4~1.5μm。

第二组分：取显色剂94份和研磨助剂（液态物质，如聚乙烯醇）6份，加水混合配制成两者质量百分比之和为35~40%的混合液，并在湿式研磨机中将固体颗粒研磨到粒径为0.3~1.4μm。

第三组分：取增感剂93份和研磨助剂（液态物质，如聚乙烯醇）7份，加水混合配制成质量百分比为35~40%的混合液，并在湿式研磨机中将固体颗粒研磨到粒径为0.3~1.4μm。

分别取一定量的第一组分、第二组分、第三组分、润滑剂、胶黏剂、煅烧瓷土、碳酸钙、稳定剂和水，在搅拌的条件下将它们混合形成固含量重量百分比为30%~40%的发色涂料。发色涂料中各组分的重量份数为：第一组分的绝干质量为6~10份、第二组分为19~25份、第三组分为22~28份、润滑剂5~10份、胶黏剂5~15份、煅烧瓷土10~25份、碳酸钙10~25份、稳定剂10~17份。

所述发色剂为荧烷类2-苯基-氨基-3-甲基-6-二乙氨基荧烷、结晶紫内酯、苯酰亚甲基蓝中一种。

所述显色剂为双酚A、4-羟基苯甲酸苄酯、苯甲基对位苯、对羟基苯甲酸酯、对羟基安息酸苄酯、双酚S中的一种。

所述增感剂为苄基-2-萘基醚、四甲基二苯乙烷、对位苯二酸二甲酯、乙二醇甲苯基醚中一种。

所述研磨助剂为聚乙烯醇。

所述润滑剂为硬酯酸锌、硬脂酸钙和石蜡中的一种以上。

所述胶黏剂为丁苯胶乳、淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素和丙烯酸胶乳中的一种以上。

所述碳酸钙为轻质碳酸钙、重质碳酸钙中的一种以上。

所述稳定剂为丙烯酸锌、硬脂酸锌、环氧化合物和对酞酸二苯酰中的一种。

（5）在该预涂层101表面涂布发色涂料并干燥形成发色层102。使用涂布机将发色涂料预涂于高分子薄片材料表面，然后将涂布有发色涂料的高分子薄片材料与预涂层101表面复合，涂布量为3.0~6g/㎡。经过干燥，发色层涂料中的水分挥发，形成固体的发色层102，然后将高分子薄片材料与发色层分离。

该发色层102包含的各物质及各物质的重量分数分别为：发色剂6~10份、显色剂19~25份、增感剂22~28份、研磨助剂3.5~5份、润滑剂5~10份、胶黏剂5~15份、煅烧瓷土10~25份、碳酸钙10~25份、稳定剂10~17份。

所述薄片材料为铝箔或聚对苯二甲酸乙二醇酯高分子薄片材料或聚丙烯高分子薄片材料或聚乙烯高分子薄片材料或淋膜纸或BOPP等。

按照GB/T 8941-2007的方法测定热敏纸的光泽度。

下面通过具体实例对本发明做进一步的说明。

实例1

原纸100采用全木浆短纤维热敏原纸（定量：58.0 g/㎡，平滑度：70s，60s时表面吸水量Cobb：51.8 g/㎡，灰分含量：21%）。

预涂涂料：煅烧瓷土100份、胶黏剂15份、分散剂0.6份、润滑剂2份、抗水剂1份、增稠剂1.5份。所述胶黏剂为丁苯胶乳。所述分散剂为聚丙烯酸钠。所述润滑剂为硬脂酸钙。所述抗水剂为聚酰胺聚脲树脂。所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。

使用预涂涂料通过刮刀涂布在原纸100表面形成预涂层，涂布量8.5g/㎡。

发色层涂料：发色剂9份、显色剂25份、增感剂26份、研磨助剂5份、润滑剂10份、胶黏剂6份、煅烧瓷土20份、碳酸钙20份、稳定剂15份。所述发色剂为荧烷类2-苯基-氨基-3-甲基-6-二乙氨基荧烷，所述显色剂为双酚A，所述增感剂为苄基-2-萘基醚，所述研磨助剂为聚乙烯醇，所述润滑剂为石蜡，所述胶黏剂为聚乙烯醇。所述稳定剂为硬酯酸锌。

使用发色层涂料通过辊式涂布于PET高分子薄片材料，然后将PET高分子薄片材料与预涂层101复合，然后干燥后，将PET高分子薄片材料与发色层102分离，涂布量4.5g/㎡。

制备的热敏纸光泽度45%（75°，GB/T 8941-2007），表面强度2.1m/s（GB/T 22365-2008）。

实例2

原纸100采用混合木浆短纤维热敏原纸。（定量：60.0 g/㎡，平滑度：48s，60s时表面吸水量Cobb：23.1 g/㎡，灰分含量：25%）

预涂涂料：煅烧瓷土90份、碳酸钙10份、胶黏剂12份、分散剂0.5份、润滑剂1.5份、抗水剂0.8份、增稠剂1.0份。所述碳酸钙为重质碳酸钙。所述胶黏剂为丁苯胶乳和淀粉，其中丁苯胶乳9份，淀粉3份。所述分散剂为聚羧酸钠。所述润滑剂为硬脂酸钙。所述抗水剂为碳酸锆钾。所述增稠剂为聚丙烯酸。

使用预涂涂料通过刮刀涂布在原纸100表面形成预涂层，涂布量9.0g/㎡。

发色层涂料：发色剂9份、显色剂23份、增感剂27份、研磨助剂4.5份、润滑剂9份、胶黏剂6份、煅烧瓷土20份、碳酸钙20份、稳定剂15份。所述发色剂为荧烷类2-苯基-氨基-3-甲基-6-二乙氨基荧烷。所述显色剂为双酚S。所述增感剂为苄基-2-萘基醚。所述研磨助剂为聚乙烯醇。所述润滑剂为硬酯酸锌和石蜡，其中硬脂酸锌6份，石蜡3份。所述胶黏剂为聚乙烯醇。所述碳酸钙为轻质碳酸钙。所述稳定剂为丙烯酸锌。

使用发色层涂料通过辊式涂布于PET高分子薄片材料，然后将PET高分子薄片材料与预涂层101复合，然后干燥后，将PET高分子薄片材料与发色层102分离，涂布量4.8g/㎡。

制备的热敏纸光泽度49%（75°，GB/T 8941-2007），表面强度2.2m/s（GB/T 22365-2008）。

实例3

原纸100采用混合木浆短纤维热敏原纸。（定量：55.0 g/㎡，平滑度：47s，60s时表面吸水量Cobb：19.4 g/㎡，灰分含量：22%）

预涂涂料：煅烧瓷土80份、碳酸钙20份、胶黏剂8份、分散剂0.2份、润滑剂1份、抗水剂0.5份、增稠剂0.5份。所述碳酸钙为重质碳酸钙。所述胶黏剂为丁苯胶乳和淀粉，其中丁苯胶乳6份，淀粉2份。所述分散剂为六偏磷酸钠。所述润滑剂为聚乙烯蜡乳液。所述抗水剂为碳酸锆钾。所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。

使用发色层涂料通过辊式涂布于PP高分子薄片材料，然后将PP高分子薄片材料与预涂层101复合，然后干燥后，将PP高分子薄片材料与发色层102分离，涂布量6.0g/㎡。

制备的热敏纸光泽度52%（75°，GB/T 8941-2007），表面强度2.0m/s（GB/T 22365-2008）。

实例4

原纸100采用混合木浆短纤维热敏原纸。（定量：42.0 g/㎡，平滑度：53s，60s时表面吸水量Cobb：18.4 g/㎡，灰分含量：18%）

预涂涂料：-煅烧瓷土100份、胶黏剂12份、分散剂0.2份、润滑剂1份、抗水剂0.5份、增稠剂0.5份。所述胶黏剂为丁苯胶乳和淀粉，其中丁苯胶乳9份，淀粉3份。所述分散剂为聚丙烯酸钠。所述润滑剂为硬脂酸钙。所述抗水剂为碳酸锆钾。所述增稠剂为聚丙烯酸。

发色层涂料：发色剂10份、显色剂25份、增感剂28份、研磨助剂5份、润滑剂7份、胶黏剂15份、煅烧瓷土25份、碳酸钙25份、稳定剂17份。所述发色剂为荧烷类2-苯基-氨基-3-甲基-6-二乙氨基荧烷。所述显色剂为双酚S。所述增感剂为苄基-2-萘基醚。所述研磨助剂为聚乙烯醇。所述润滑剂和稳定剂为硬酯酸锌。所述胶黏剂为聚乙烯醇。所述碳酸钙为轻质碳酸钙。使用发色层涂料通过辊式涂布于BOPP高分子薄片材料，然后将BOPP高分子薄片材料与预涂层101复合，然后干燥后，将BOPP高分子薄片材料与发色层102分离，涂布量3.0g/㎡。

制备的热敏纸光泽度43%（75°，GB/T 8941-2007），表面强度2.1m/s（GB/T 22365-2008）。

实例5

预涂涂料：。煅烧瓷土80份、碳酸钙20份、胶黏剂12份、分散剂0.2份、润滑剂1份、抗水剂0.5份、增稠剂0.5份。所述碳酸钙为重质碳酸钙。所述胶黏剂为丁苯胶乳和淀粉，其中丁苯胶乳9份，淀粉3份。所述分散剂为聚丙烯酸钠。所述润滑剂为聚乙烯蜡。所述抗水剂为碳酸锆钾。所述增稠剂为羧甲基纤维素钠。

发色层涂料：发色剂6份、显色剂19份、增感剂22份、研磨助剂4份、润滑剂5份、胶黏剂5份、煅烧瓷土10份、碳酸钙10份、稳定剂10份。所述发色剂为荧烷类2-苯基-氨基-3-甲基-6-二乙氨基荧烷。所述显色剂为双酚S。所述增感剂为苄基-2-萘基醚。所述研磨助剂为聚乙烯醇。所述润滑剂为硬脂酸钙。所述胶黏剂为聚乙烯醇。所述碳酸钙为轻质碳酸钙。所述稳定剂为硬脂酸锌。

使用发色层涂料通过辊式涂布于PET高分子薄片材料，然后将PET高分子薄片材料与预涂层101复合，然后干燥后，将PET高分子薄片材料与发色层102分离，涂布量5.0g/㎡。

制备的热敏纸光泽度49%（75°，GB/T 8941-2007），表面强度2.4m/s（GB/T 22365-2008）。

Claims

1.一种高光泽热敏纸的生产方法，其特征在于所述热敏纸包括原纸、预涂层和发色层，所述生产方法包括：在原纸上涂布预涂层涂料得预涂纸；将预涂纸与涂有发色层涂料的薄片材料复合，烘干；分离所述薄片材料，制得成纸；无需压光，所述热敏纸光泽度高于40%。

2.根据权利要求1所述的高光泽热敏纸的生产方法，其特征在于：所述原纸为热敏原纸、双胶纸、书写纸、铜版纸或白卡纸，纸张定量为50~200g/㎡，平滑度大于30s，60s时表面吸水量Cobb小于60g/㎡。

3.根据权利要求1所述的高光泽热敏纸的生产方法，其特征在于：预涂层涂料与发色层涂料都为水性涂料。

4.根据权利要求1所述的高光泽热敏纸的生产方法，其特征是：所述高光泽高平整度的薄片材料为铝箔或聚对苯二甲酸乙二醇酯高分子薄片材料或聚丙烯高分子薄片材料或聚乙烯高分子薄片材料或淋膜纸或BOPP，厚度为12μm~100μm。

5.根据权利要求1所述的高光泽热敏纸的生产方法，其特征是：所述烘干的温度低于100℃。

6.根据权利要求3所述的高光泽热敏纸的生产方法，其特征是：以重量份数计，预涂层涂料中包括煅烧瓷土80~100份，碳酸钙20~0份，胶黏剂8~15份，分散剂0.2~0.6、润滑剂1~2份，抗水剂0.5~1.0份，增稠剂0.5~1.5份；涂料pH值8.0~9.0，固含量重量百分比为50%~60%。

7.根据权利要求3所述的高光泽热敏纸的生产方法，其特征是：以重量份数计，发色层涂料包括发色剂6~10份，显色剂19~25份，增感剂22~28份，润滑剂5~10份，胶黏剂5~15份，煅烧瓷10~25份、碳酸钙10~25份，稳定剂10~17份；涂料固含量重量百分比为30~40%。

8.根据权利要求7所述的高光泽热敏纸的生产方法，其特征是：所述发色层涂料还包括研磨助剂3.5~5份。

9.根据权利要求1~8任一项所述的高光泽热敏纸的生产方法，其特征是：预涂层涂料采用辊式或刮刀涂布，涂布量为8~12g/㎡；发色层涂料采用辊式涂布，涂布量为3.0~6.0g/㎡。

10.由权利要求1所述生产方法制得的高光泽热敏纸。