CN105839455A - 一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，包括以下步骤:将30微米的硅酸钙干粉加入水中，水、硅酸钙和研磨介质的质量比为1:1:4，配制成硅酸钙浆料，充分搅拌，倒入球磨罐中，对硅酸钙进行细磨，制得硅酸钙微细颗粒；本发明的硅酸钙能够广泛用作办公彩喷纸、广告用纸、高级相片纸等特种涂布加工纸中的涂布颜料；本发明采用尾矿硅酸钙干粉原料，颗粒比表面积大，平均粒径30微米，白度在大于85%，折射率为1.53，沉降体积为6.8ml/g，相对密度为0.19g/cm3；具有良好的油墨吸收性，同时纸张的白度、光泽度、不透明度均较好，生产成本低。

Description

一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法
技术领域
本发明涉及属于喷墨打印纸技术领域，具体涉及一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，粗硅酸钙原料进行处理后应用到彩色喷墨打印纸上。
背景技术
彩色喷墨打印纸是一种高附加值的涂布加工纸。白色颜料是彩喷纸涂料中重要成分之一。白色颜料的比表面积、吸油墨量、液体转移量、吸光系数、散射系数等对彩喷纸打印质量起决定性作用。颜料的比表面积、吸油墨量、液体转移量的大小将影响涂层的油墨吸收性和打印图像的网点圆度，颜料的吸光系数和散射系数将影响打印图像的光学密度和色彩的鲜艳性，为了满足彩色喷墨打印纸的特性, 一般选用比表面积大、吸油墨量大、液体转移量大、吸光系数大而散射系数小的颜料作为涂层。现在粒径小、比表面积大、吸油量高的二氧化硅气凝胶是较为适宜的颜料，因为胶体二氧化硅颗粒聚结而成的坚固而连绵不断的三维结构联结体，胶体微粒之间有很多空隙，形成微孔。除此之外还有许多材料均可用作纸张涂布颜料。现在总的来说，彩喷纸的白色颜料以二氧化硅为主，但是二氧化硅气凝胶成本很高，分散浓度很低，为降低成本，提高涂料固含量，以及获得某些特别性能，常常复配其它颜料。研究发现原料硅酸钙在30微米以下粒径范围内的晶体表面是多孔的，白度在85以上，生产120万吨的钾矿石就会产生上百万吨的硅酸钙，这些尾矿具有极大的利用价值，对硅酸钙进行高附加值利用，使矿产资源得到充分利用，可以显著降低涂布纸的生产成本，且其中的收益也会非常可观。现已有研究者将其应用于造纸填料，由于其良好的白度、比表面积性能，并且来源丰富、成本低，将其用作彩喷纸颜料具有非常可观的发展前景。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:将30微米的硅酸钙干粉加入水中，水、硅酸钙和研磨介质的质量比为1:1:4，配制成硅酸钙浆料，充分搅拌，然后倒入球磨罐中，对硅酸钙进行细磨，制得硅酸钙微细颗粒，其中-7μm含量70-100%，平均粒径6.5-7μm，比表面积为300-400 m2/g。
所述的研磨介质为钢球、氧化锆微珠或陶瓷微珠。
所述的硅酸钙干粉表面含有负电荷，用阳离子改性剂对其表面进行阳离子改性；阳离子改性剂采用PDADMAC、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、钙/镁等二价金属阳离子树脂中的任意一种。
所述的硅酸钙浆料中加入分散剂制备成颜料分散液；硅酸钙粒子容易团聚形成二次粒子，在使用前需加入分散剂，粒径增大，影响涂布效果。
所述的分散剂采用聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、木质素磺酸钠中的一种。
所制备的硅酸钙微细颗粒用于制备彩喷纸、广告用纸纸品的涂料。
本发明的有益效果是：
本发明的微细硅酸钙主要用于彩色喷墨打印纸的涂布颜料，用以代替目前价格昂贵的二氧化硅等颜料，生产出的纸张油墨吸收性好、白度高、固色性好、吸水性好、色密度高、色彩还原性好、成本低。硅酸钙的平均粒径为6.5-7μm，粒径分布窄，晶型十分规则，颗粒表面呈现出许多飞起的片状结构，这使得涂层具有很好的油墨吸收性。
本发明制备的硅酸钙微细颗粒，达到纸张涂布颜料要求，应用于涂布纸生产中，在纸张表面能够形成多孔涂层，具有良好的油墨吸收性，同时纸张的白度、光泽度、不透明度均较好，生产成本低。
附图说明
图1为本发明中硅酸钙干粉的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
参见图1，本发明一种彩色喷墨打印纸颜料硅酸钙的制备方法，采用以下工艺步骤：（配方比例按重量份数计）
1）室温下将100份粒径为30微米的硅酸钙干粉倒入研磨罐中，添加100份水，充分搅拌形成浆料，称取400份氧化锆微珠，微珠粒径为3毫米，少量粒径5毫米，研磨2小时；将研磨后的硅酸钙烘干至恒重；
2）室温下将阳离子聚丙烯酰胺0.15份添加到去离子水200份中溶解；在溶解好的去离子水中加入65份硅酸钙，室温下分散；采用MXD-E1100型高速分散机，分散转速：3500r/min;分散时间：45min；加入35份二氧化硅，室温下分散；分散转速3000r/min；分散时间：30min，制得混合分散液；向混合分散液中加入0.5份阳离子固色剂（PDADMAC），室温下分散；分散转速3000r/min;分散时间：30min。
3）在搅拌条件下，在硅酸钙和二氧化硅混合分散液中加入PVA（1788）55份，再依次加入磷酸三丁脂消泡剂0.05份、增白剂0.1份、CMC1.8份，经混合搅拌均匀制得涂料；搅拌转速3000 r/min;分散时间：30min。
将上述涂料涂布于彩色喷墨打印纸的原纸上；
彩色喷墨打印纸加工条件：
涂料固含量（wt%）:15；
涂布量：10.6g/m2；
涂布原纸：定量为70g的静电复印纸；
干燥条件：温度100℃，时间30-40秒；
涂布方式：采用刮棒涂布。
采用上述涂料制备的彩色喷墨打印纸性能测定结果如下：
光泽度（75°）（%）：2.1
白度（%ISO）：105.02
不透明度（%）：100.11
平滑度（s）：16.8s
色差(NBS)：0.334
油墨吸收性（%）：61.3。
实施例二
本发明一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，采用以下工艺步骤：（配方比例按重量份数计）
1）室温下将120份粒径为30微米的硅酸钙干粉倒入研磨罐中，
添加120份水，充分搅拌形成浆料，称取400份氧化锆微珠，微珠粒径为3毫米，少量粒径5毫米，研磨2小时；将研磨后的硅酸钙烘干至恒重；
2）室温下将阳离子聚丙烯酰胺0.15份添加到去离子水200份中
溶解；在溶解好的去离子水中加入100份硅酸钙，室温下分散；采用MXD-E1100型高速分散机，分散转速：3500r/min;分散时间：45min，制得硅酸钙分散液；向分散液中加入0.5份阳离子固色剂（PDADMAC），室温下分散；分散转速3000r/min;分散时间：30min。
3）在搅拌条件下，在硅酸钙分散液中加入PVA（1788）55份，
再依次加入磷酸三丁脂消泡剂0.05份、增白剂0.1份、CMC1.8份，经混合搅拌均匀制得涂料；搅拌转速3000 r/min;分散时间：30min。
将上述涂料涂布于彩色喷墨打印纸的原纸上；
彩色喷墨打印纸加工条件：
涂料固含量（wt%）:15；
涂布量：10.7g/m2；
涂布原纸：定量为70g的静电复印纸；
干燥条件：温度100℃，时间30-40秒；
涂布方式：采用刮棒涂布。
采用上述涂料制备的彩色喷墨打印纸性能测定结果如下：
光泽度（75°）（%）：1.9
白度（%ISO）：103.65
不透明度（%）：100.29
平滑度（s）：14s
色差（NBS）：1.783
油墨吸收性（%）：63.2。
实施例三
本发明一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，采用以下工艺步骤：（配方比例按重量份数计）
1.室温下将100份粒径为30微米的硅酸钙干粉倒入研磨罐中，
添加100份水，充分搅拌形成浆料，称取400份氧化锆微珠，微珠粒径为3毫米，少量粒径5毫米，研磨2小时；将研磨后的硅酸钙烘干至恒重；
2.室温下将阳离子聚丙烯酰胺0.15份添加到去离子水200份中
溶解；在溶解好的去离子水中加入30份硅酸钙，室温下分散；采用MXD-E1100型高速分散机，分散转速：3500r/min;分散时间：45min；加入35份高岭土，室温下分散；分散转速：3500r/min;分散时间：45min；加入35份二氧化硅，室温下分散；分散转速3000r/min；分散时间：30min，制得混合分散液；向混合分散液中加入0.5份阳离子固色剂（PDADMAC），室温下分散；分散转速3000r/min;分散时间：30min。
3.在搅拌条件下，在硅酸钙和二氧化硅混合分散液中加入PVA
（1788）55份，再依次加入磷酸三丁脂消泡剂0.05份、增白剂0.1份、CMC1.8份，经混合搅拌均匀制得涂料；搅拌转速3000 r/min;分散时间：30min。
将上述涂料涂布于彩色喷墨打印纸的原纸上；
彩色喷墨打印纸加工条件：
涂料固含量（wt%）:15；
涂布量：10.9g/m2；
涂布原纸：定量为70g的静电复印纸；
干燥条件：温度100℃，时间30-40秒；
涂布方式：采用刮棒涂布。
采用上述涂料制备的彩色喷墨打印纸性能测定结果如下：
光泽度（75°）（%）：2.5
白度（%ISO）：106.48
不透明度（%）：100.03
平滑度（s）：20s
色差(NBS)：0.345
油墨吸收性（%）：59.2。

Claims (6)

1.一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:将30微米的硅酸钙干粉加入水中，水、硅酸钙和研磨介质的质量比为1:1:4，配制成硅酸钙浆料，充分搅拌，然后倒入球磨罐中，对硅酸钙进行细磨，制得硅酸钙微细颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，其特征在于，研磨介质为钢球、氧化锆微珠或陶瓷微珠。
3.根据权利要求1所述的一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，其特征在于，所述的硅酸钙干粉表面含有负电荷，用阳离子改性剂对其表面进行阳离子改性；阳离子改性剂采用PDADMAC、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、钙/镁等二价金属阳离子树脂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，其特征在于，所述的硅酸钙浆料中加入分散剂制备成颜料分散液。
5.根据权利要求4所述的一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，其特征在于，所述的分散剂采用聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、木质素磺酸钠中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种彩色喷墨打印纸用颜料的制备方法，其特征在于，所述的硅酸钙微细颗粒平均粒径为6.5-7μm，其中粒径为-7μm的硅酸钙微细颗粒含量占70-100%，比表面积为300-400 m2/g。
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