一种环保纸或再生纸的表面预处理方法
技术领域
本发明属于纸张印刷技术领域,特别涉及一种印刷用纸张的表面预处理方法。
背景技术
再生纸是以废纸作为原料,经过分选、净化后,将其打碎、去色制浆、抄造等十几道工序加工生产出来的纸张。由于其生产原料的80%来源于回收的废纸,经再制成纸后并不影响办公、学习的正常使用,并且有利于保护视力健康,因而被誉为低能耗、轻污染的环保型用纸。城市废纸多种多样,以不同类别的废纸为原料可再制成不同的再生复印纸、再生包装纸等,其中以木浆及草浆为原料再生制成的纸张也称环保纸。
然而,由于再生纸及环保纸的生产原料的特殊性,大都采用的是回收纸浆或者非漂白纸浆制作,所以存在表面涂布差,吸墨性不均匀、油墨选择面窄等问题,因而无法进一步作为高精细印刷的承印材料。此外,环保纸或再生纸在用于印刷的过程中,经常会出现纸张之间相互吸附粘连在一起,好像纸面有很强的真空吸力,难以分离,即印刷静电的现象。在气候干燥的冬季,环保再生纸张带静电尤为突出,轻则给输纸、收纸和齐纸造成障碍,重则无法自动输纸或频繁出现双张、空张、收纸紊乱、损耗增加等不良后果,既降低生产效率又影响产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保纸或再生纸的表面预处理方法,以克服目前的环保纸和再生纸在使用过程中面临的表面印刷性能差及印刷静电的问题。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式所提供的环保纸或再生纸的表面预处理方法,包含下述步骤:(1)表面空隙填平:在环保纸或再生纸的表面涂布大分子水性涂料,烘干后在加热的条件下进行第一次滚筒烫压,得到表面空隙填平的纸张;(2)制备复合光油:取丙烯酸酯水性光油,加入水稀释,加入的水的质量为丙烯酸酯水性光油质量的4~6倍;然后加入水溶性抗静电剂,该水溶性抗静电剂的质量为丙烯酸酯水性光油质量的5~10%,得到复合光油;(3)光油涂布:将步骤(2)中制备的复合光油涂布于步骤(1)得到的表面空隙填平的纸张表面,复合光油在纸张表面的涂布量为3~6g/m2;(4)烫压静置:进行第二次滚筒烫压,然后静置干燥32~50小时,即完成环保纸或再生纸的表面预处理。
在本发明的具体实施过程中,首先针对环保纸或再生纸表面粗糙以及存在较多空隙的缺点,采用大分子水性涂料对环保纸或再生纸的表面进行涂布,然后进行烘干烫压,使大分子水性涂料进入纸张表面的空隙中进行填平,保证了后续用于涂布丙烯酸水性光油的纸张表面的平整性,使其具有良好的流平性和附着力。其次,本发明在光油涂布步骤中所使用的复合光油中,添加了水溶性抗静电剂,并通过对水溶性抗静电剂的加入量的控制,使得涂布复合光油后的纸张表面具备较佳的抗静电能力,改善了印刷过程中可能出现的纸张粘连、输纸困难以及收纸不齐而增加纸张消耗等不利情形。最后经烫压静置得到预处理后的环保纸或再生纸,其表面的各项印刷性能均得到较大程度的改善和提高。
优选地,本发明的实施方式所提供的环保纸或再生纸的表面预处理方法中,步骤(1)中的大分子水性涂料为改性淀粉的水溶液,改性淀粉的水溶液中,改性淀粉的质量百分含量为20~25%。改性淀粉的分子结构与造纸纤维原料中纤维分子的结构极其相似,且来源广、价格低廉,对环境污染小。具体来说,本发明的实施方式中,可用于对纸张表面的空隙进行填平的改性淀粉有:氧化淀粉、阳离子淀粉、阴离子淀粉、磷酸酯淀粉或双醛淀粉。改性淀粉加入后,不仅能对再生纸或环保纸的表面空隙起到填平作用、改善纸张的平滑度,同时还能提高纸页的强度和挺度、赋予纸张表面较好的抗水性和成膜性。
进一步地,本发明的实施方式所提供的环保纸或再生纸的表面预处理方法中,当选用改性淀粉的水溶液作为填平纸张表面空隙的大分子水性涂料时,根据改性淀粉水溶液的密度及其与纸张表面的结合性能,其在纸张表面的最佳涂布量为1.5~2g/m2。
优选地,本发明的实施方式所提供的环保纸或再生纸的表面预处理方法中,步骤(1)中所述的第一次滚筒烫压在110~135℃下进行。在该温度范围下对涂布有大分子水性涂料的纸张表面进行烫压,可使大分子水性涂料在纸张表面的空隙中发生高度的熔合结合,保证烫压后的纸张表面具有最佳的平整性和附着力。
可选地,本发明的实施方式所提供的环保纸或再生纸的表面预处理方法中,步骤(2)中所述的水溶性抗静电剂为阳离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂。进一步优选地,本发明的实施方式所提供的环保纸或再生纸的表面预处理方法中,上述用于作为水溶性抗静电剂的阳离子型表面活性剂可以为磷酸酯盐、烷基烯丙基磷酸或聚苯乙烯磺酸铵盐;阴离子型表面活性剂可以为咪唑淋衍生物。采用上述阳离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂做为抗静电剂加入复合光油中,可使涂布光油后的纸张表面具有吸湿性离子,使得纸张的表面变为亲水性表面,从而吸收空气中的水分,减小电阻,增加导电性,使静电荷不容易积蓄。经过上述抗静电处理,环保纸或再生纸在后续承印过程中不易发生静电,保证了印刷进程的顺利进行。
优选地,本发明的实施方式所提供的环保纸或再生纸的表面预处理方法中,步骤(2)中的复合光油中还加入稳定剂,稳定剂的质量为丙烯酸酯水性光油质量的1~1.5%。进一步地,本发明的实施方式所使用的稳定剂可以为对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌或2,6-二叔丁基甲苯酚。上述用于添加至复合光油中的稳定剂,均不会与丙烯酸酯水性光油发生化学反应,但其加入可减少丙烯酸酯的热聚合作用,因此当复合光油中加入稳定剂后,再将其涂布于纸张表面,可保证纸张表面具有较好的黏度稳定性、减小温度变化所引起的丙烯酸水性光油涂布量的不稳定性,使得经过预处理的纸张表面具有均匀和稳定的承印性能。
优选地,本发明的实施方式所提供的环保纸或再生纸的表面预处理方法中,步骤(4)中的第二次滚筒烫压包含下述子步骤:首先采用180目的粗砂滚筒进行烫压,然后再采用320目的细砂滚筒进行烫压。采用分步式的滚筒烫压方法,先采用粗砂滚筒烫压、再使用细砂滚筒进行烫压,可对纸张表面的细小凹凸部实现全面彻底的烫压整平,使得经预处理的纸张表面的油墨附着力更优异。
本发明的实施方式所提供的纸张表面预处理方法,针对环保纸或再生纸的表面特性,结合了大分子水性涂料、抗静电剂和印刷用稳定剂等技术,采用现有的印刷设备,在未大幅度增加印刷成本的前提下,对环保纸和再生纸的表面进行了改造,使得经本发明的方法预处理的环保纸或再生纸具有优异的承印性能,从而有助于提高该纸张用于后续印刷中的使用效率、以及最终获得的印刷品的质量。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
实施例1环保纸表面预处理实验例
(1)表面空隙填平:取氧化淀粉溶于水,得到氧化淀粉的水溶液,其中氧化淀粉的质量百分含量为20%。将氧化淀粉的水溶液按照1.5g/m2的涂布量涂布于环保纸的表面,然后烘干,在加热110℃下进行第一次滚筒烫压,得到表面空隙填平的纸张;
(2)制备复合光油:取丙烯酸酯水性光油,加入水稀释,所述水的质量为丙烯酸酯水性光油质量的4倍;然后加入水溶性抗静电剂,本实施例中所使用的水溶性抗静电剂为磷酸酯盐,所述磷酸酯盐抗静电剂的质量为丙烯酸酯水性光油质量的5%,得到复合光油;
(3)光油涂布:将步骤(2)中制备的复合光油涂布于步骤(1)得到的表面空隙填平的环保纸纸张表面,涂布过程中,控制复合光油在纸张表面的涂布量为3g/m2;
(4)烫压静置:在135℃进行第二次滚筒烫压,具体来说,先采用180目的粗砂滚筒进行烫压,然后再采用320目的细砂滚筒进行烫压;然后静置干燥32小时,即完成所述环保纸的表面预处理。
实施例2环保纸表面预处理实验例
(1)表面空隙填平:取阳离子淀粉溶于水,得到阳离子淀粉的水溶液,其中阳离子淀粉的质量百分含量为25%。将氧化淀粉的水溶液按照2g/m2的涂布量涂布于环保纸的表面,然后烘干,在加热110℃下进行第一次滚筒烫压,得到表面空隙填平的纸张;
(2)制备复合光油:取丙烯酸酯水性光油,加入水稀释,所述水的质量为丙烯酸酯水性光油质量的5倍;然后加入水溶性抗静电剂,本实施例中所使用的水溶性抗静电剂为烷基烯丙基磷酸,所述烷基烯丙基磷酸抗静电剂的质量为丙烯酸酯水性光油质量的10%,得到复合光油;
(3)光油涂布:将步骤(2)中制备的复合光油涂布于步骤(1)得到的表面空隙填平的环保纸纸张表面,涂布过程中,控制复合光油在纸张表面的涂布量为6g/m2;
(4)烫压静置:在135℃进行第二次滚筒烫压,具体来说,先采用180目的粗砂滚筒进行烫压,然后再采用320目的细砂滚筒进行烫压;然后静置干燥40小时,即完成环保纸的表面预处理。
实施例3再生纸表面预处理实验例
(1)表面空隙填平:取磷酸酯淀粉溶于水,得到磷酸酯淀粉的水溶液,其中磷酸酯淀粉的质量百分含量为22%。将磷酸酯淀粉的水溶液按照1.8g/m2的涂布量涂布于再生纸的表面,然后烘干,在加热120℃下进行第一次滚筒烫压,得到表面空隙填平的纸张;
(2)制备复合光油:取丙烯酸酯水性光油,加入水稀释,水的质量为丙烯酸酯水性光油质量的6倍;然后加入水溶性抗静电剂,本实施例中所使用的水溶性抗静电剂为咪唑淋衍生物,所述咪唑淋衍生物抗静电剂的质量为丙烯酸酯水性光油质量的8%,得到复合光油;
(3)光油涂布:将步骤(2)中制备的复合光油涂布于步骤(1)得到的表面空隙填平的再生纸纸张表面,涂布过程中,控制复合光油在纸张表面的涂布量为5g/m2;
(4)烫压静置:在115℃进行第二次滚筒烫压,具体来说,先采用180目的粗砂滚筒进行烫压,然后再采用320目的细砂滚筒进行烫压;然后静置干燥50小时,即完成再生纸的表面预处理。
实施例4再生纸表面预处理实验例
(1)表面空隙填平:取双醛淀粉溶于水,得到双醛淀粉的水溶液,其中双醛淀粉的质量百分含量为24%。将双醛淀粉的水溶液按照1.6g/m2的涂布量涂布于再生纸的表面,然后烘干,在加热125℃下进行第一次滚筒烫压,得到表面空隙填平的纸张;
(2)制备复合光油:取丙烯酸酯水性光油,加入水稀释,水的质量为丙烯酸酯水性光油质量的5倍;然后加入水溶性抗静电剂,本实施例中所使用的水溶性抗静电剂为聚苯乙烯磺酸铵盐,所述聚苯乙烯磺酸铵盐抗静电剂的质量为丙烯酸酯水性光油质量的9%;此外还加入稳定剂对苯二酚,对苯二酚的质量为丙烯酸酯水性光油质量的1%,得到复合光油;
(3)光油涂布:将步骤(2)中制备的复合光油涂布于步骤(1)得到的表面空隙填平的再生纸纸张表面,涂布过程中,控制复合光油在纸张表面的涂布量为4g/m2;
(4)烫压静置:在120℃进行第二次滚筒烫压,具体来说,先采用180目的粗砂滚筒进行烫压,然后再采用320目的细砂滚筒进行烫压;然后静置干燥45小时,即完成再生纸的表面预处理。
实施例5环保纸表面预处理实验例
(1)表面空隙填平:取阴离子淀粉溶于水,得到阴离子淀粉的水溶液,其中阴离子淀粉的质量百分含量为22%。将阴离子淀粉的水溶液按照1.5g/m2的涂布量涂布于环保纸的表面,然后烘干,在加热110℃下进行第一次滚筒烫压,得到表面空隙填平的纸张;
(2)制备复合光油:取丙烯酸酯水性光油,加入水稀释,所述水的质量为丙烯酸酯水性光油质量的4倍;然后加入水溶性抗静电剂,本实施例中所使用的水溶性抗静电剂为磷酸酯盐,所述磷酸酯盐抗静电剂的质量为丙烯酸酯水性光油质量的5%;此外,还加入稳定剂对甲氧基苯酚,所述对甲氧基苯酚的加入量为丙烯酸酯水性光油质量的1.5%,得到复合上光油;
(3)光油涂布:将步骤(2)中制备的复合上光油涂布于步骤(1)得到的表面空隙填平的环保纸纸张表面,涂布过程中,控制复合光油在纸张表面的涂布量为3g/m2;
(4)烫压静置:在135℃进行第二次滚筒烫压,具体来说,先采用180目的粗砂滚筒进行烫压,然后再采用320目的细砂滚筒进行烫压;然后静置干燥50小时,即完成环保纸的表面预处理。
实施例6纸张表面印刷适性指标检测实验例
本实施例为检测实验例。
本实施例选取平滑度、吸墨性、表面强度作为纸张表面印刷适性的指标,对实施例1~5中经表面预处理的环保纸或再生纸进行检测,检测结果如下表1所示:
表1纸张表面印刷适性指标检测结果
从上表1中可以看到,经本发明实施例1~5中的方法进行表面预处理后的环保纸或再生纸,其表面均表现出较好的印刷适性,说明本发明的实施方式所提供的纸张表面预处理方法取得了较好的效果。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。