CN109468880A - 一种高松厚超感纸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及造纸技术领域,特别涉及一种高松厚超感纸的制备方法:原纸经过涂布处理后干燥、卷取、分切;涂布方式为双面各一道气刀涂布。本发明提供了一种采用气刀涂布制备高松厚超感纸的方法,涂布所用涂料由聚苯乙烯颜料和矿物颜料、胶粘剂及其他涂布助剂配制而成,得到的超感纸纸面纤维感强,松厚度高;该工艺生产能耗低,设备简单易得,工艺流程简单,可批量生产,并且整个流程完全实现封闭循环,无污染。
Description
技术领域
本发明涉及造纸技术领域,特别涉及一种高松厚超感纸的制备方法。
背景技术
超感纸是国外提出的一种高档涂布印刷纸,该纸特点保留了纸面天然的纤维感,追求高松厚度,低平滑度,手感质轻而挺硬,并且观赏视觉疲劳低,同时具备涂布印刷纸的印刷效果,色彩还原准确,呈现度好,纸色自然亲和而油墨点色泽光亮,成像具有立体美感。因此,大量用于高档画册、样本、请柬、招贴、楼盘说明书、广告等印刷品。
不同于铜版纸,该纸的生产工艺流程简单,为了保持纸面的纤维感,该纸的单面涂布量一般在10-15g/m2之间,采用一道气刀涂布,涂布后无需进行压光处理,避免了铜版纸高光泽引起的视觉疲劳,但又兼备铜版纸的印刷效果。
现有技术中也有对超感纸生产工艺方法进行研究的记载。如CN101581059A公开了一种绒面超感纸的生产方法,通过在涂料中添加5-10%绒面添加剂使成纸具备绒毛般滑爽细腻的手感,又具有高雅的印刷哑光视觉效果。如CN10125085A公开了一种涂布超感纸的生产方法,采用钛白粉、瓷土为颜料,丁苯胶乳和淀粉为胶粘剂,通过气刀涂布制备超感纸,该方法单面涂布量为15g/m2,采用原纸为松厚度为1.5cm3/g,涂布后成纸的松厚度在1.1cm3/g左右。CN101581058A涉及一种涂布轻型超感纸的生产方法,该方法采用钛白粉和瓷土做颜料,丁苯胶乳和淀粉作为胶粘剂,以轻型纸为松厚度为1.8cm3/g原纸,通过一道气刀涂布制备超感纸,成纸的松厚度为1.4cm3/g。
现有方法生产的超感纸均以矿物颜料为涂布颜料,涂布后成纸松厚度损失大。这满足不了现在人们所追求的高松厚度超感纸的要求。
发明内容
为了解决以上现有方法中生产超感纸涂布后成纸松厚度损失大的问题,本申请提供了一种以合成树脂颜料为涂布颜料,涂布后成纸松厚度损失小的一种高松厚超感纸的制备方法。
本发明是通过以下措施实现的:
一种高松厚超感纸的制备方法,原纸经过涂布处理后干燥、卷取、分切;
涂布处理工艺如下:
涂布方式:双面各一道气刀涂布;
涂布车速:150-250m/min;
涂布量:双面各涂10-15g/m2;
涂料参数:固含量35-45%,粘度30-80mPa·S(40℃下);
所述涂布处理中按涂料的绝干重量计算的涂料原料重量配比如下:
颜料65-85份,胶黏剂15-30份,助剂2-5份。
所述的制备方法,优选颜料中各原料重量配比为:
碳酸钙20-40份,高岭土0-10份,钛白粉0-20份,聚苯乙烯颜料20-50份。
聚苯乙烯颜料是一种兼备颜料和胶粘剂特性的颜料产品,粒径为0.5um,折射率为1.59,白度为95%,最突出的特性是其密度仅为1.05g/cm3,而传统矿物颜料如碳酸钙的密度为2.7g/cm,高岭土(瓷土)的密度为2.58 g/cm3,钛白粉的密度为4.2g/cm3,几倍于聚苯乙烯颜料的密度。聚苯乙烯颜料具备良好的流动性,由于其本身的亲油性又可改善涂层的油墨吸收性。
本发明采用聚苯乙烯颜料替代或者部分替代矿物颜料,以羧基丁苯胶乳、淀粉、聚乙烯醇(PVA)为胶粘剂,以羧甲基纤维素(CMC)为保水剂,辅以其他涂布助剂按照一定比例配制成涂料液,通过气刀涂布涂到原纸上,制备高松厚度的超感纸。
所述的制备方法,优选所述胶粘剂中原料重量配比为:
羧基丁苯胶乳:淀粉:PVA=8-15:6-15:0-5。
所述的制备方法,优选所述助剂中原料重量配比为:
保水剂:分散剂:消泡剂:抗水剂:润滑剂为0.2-0.5:02-0.5: 0.01-0.05: 0.5-0.8:3-5。
所述的制备方法,优选原纸指标为松厚度≥1.90cm3/g,拉毛强度大于等于2m/s,表面吸收性小于等于25g/cm2。
本发明中对超感纸原纸的生产虽属于造纸公知技术,但是高松厚超感纸属于高档印刷用纸,其技术指标大大高于常规涂布纸原纸要求,因此,在生产过程中重点关注成纸匀度和纸病,成纸指标要满足表面强度、松厚度和表面吸收性的要求。涂料颜料所选碳酸钙为涂布常用的双90级液钙(白度大于90度,颜料粒径≤2um占比大于90%),钛白粉为锐钛型超细钛白粉(粒径≤2um),聚苯乙烯颜料粒径≤0.5um,白度≥95。胶粘剂中羧基丁苯胶乳为亲水性胶乳,PVA为17-99型高醇解度聚乙烯醇,淀粉为高流变性涂布氧化淀粉。
本发明的有益效果:
(1)本发明提供了一种采用气刀涂布制备高松厚超感纸的方法,涂布所用涂料由聚苯乙烯颜料和矿物颜料、胶粘剂及其他涂布助剂配制而成,得到的超感纸纸面纤维感强,松厚度高。
(2)通过本发明制备的超感纸,印刷立体效果突出,所得印刷品质轻而优,高端上档次,是高档服装样本、画册、请柬等首选纸品。
(3)该工艺生产能耗低,设备简单易得,工艺流程简单,可批量生产,并且整个流程完全实现封闭循环,无污染。
具体实施方式
聚苯乙烯颜料对纸页的松厚度有较大提高。
在聚苯乙烯颜料使用过程中,该颜料能引起涂料粘度升高,为保证涂料基本性能,在提高了聚苯乙烯颜料用量时,可适当降低胶黏剂的用量,尤其是降低PVA的用量,因为PVA也是引起胶黏剂粘度上升的一个重要因素,同时也可以采用考虑降低涂料的固含量方式来控制粘度。
聚苯乙烯颜料本身也具备胶黏剂性质,具备一定的成膜性,所以随着聚苯乙烯颜料用量的增加,其抗水性也提高。
聚苯乙烯颜料本身白度高,形成涂层之后纸页白度提升明显。
钛白粉对不透明度影响最明显,对于要求高不透明度指标的纸张,可以适当提高钛白粉的用量。
随着原纸定量的增加,原纸本身的松厚度对成纸的松厚度影响比重增加。
为了更好的理解本发明,下面结合5个具体实例和1个对比实例来进一步说明。
实例1:
步骤一:原纸生产
浆料配比: 化学阔叶木浆:化学针叶木浆=80: 20;
打浆度: 化学阔叶木浆为45°SR,化学针叶木浆为36°SR;
配浆完成后,浆料经过一级三段除渣处理,加填50Kg/吨纸的轻质碳酸钙,并在冲浆泵前计量加入10Kg/吨纸的阳离子淀粉、20Kg/吨纸的AKD、0.5Kg/吨纸的c-PAM,经旋翼筛—流浆箱上网,浆网速比控制为1.01,最后干燥成纸。
成纸主要指标:定量为81g/cm2,松厚度为1.92cm3/g,拉毛强度为2.5m/s,表面吸收性为23g/cm2。
步骤二:涂布处理
涂料配方:(按涂料绝干重量百分比计)
碳酸钙:瓷土:聚苯乙烯颜料:羧基丁苯胶乳:涂布淀粉:PVA=30份:10份:40份:12份:7份:1份;
涂料制备工艺:
将碳酸钙、钛白粉和分散剂以70%浓度由高速分散机以17m/s的剪切速度分散30min后,缓慢加入50%固含量的聚苯乙烯颜料,添加完成后低速分散15min,然后与羧基丁苯胶乳及熬制好的涂布淀粉胶液和PVA胶液混合,保持搅拌,同时添加保水剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂、杀菌剂、调色机等其他涂布助剂。
涂料指标:
固含量为38±0.2%;粘度为50±2.5mPa.s;涂料温度为40±0.5℃。
涂布工艺:
配制好的涂料经振框筛—压力筛—上料装置—预计量装置—气刀—干燥箱—调态缸—卷取。
涂布工艺要求:
单面涂布量为12±0.2g/m2;两面涂布量差为0.3g/m2;车速180m/min;成纸干度94%。
实例2:
步骤一:原纸生产
浆料配比: 化学阔叶木浆:化学针叶木浆:杨木APMP=50:30:20;
打浆度: 化学阔叶木浆为45°SR,化学针叶木浆为36°SR,杨木APMP为55°SR;
配浆完成后,浆料经过一级三段除渣处理,加填80Kg/吨纸的轻质碳酸钙,并在冲浆泵前计量加入10Kg/吨纸的阳离子淀粉、25Kg/吨纸的AKD、0.5Kg/吨纸的c-PAM,经旋翼筛—流浆箱上网,浆网速比控制为1.01,最后干燥成纸。
成纸主要指标:定量为175g/cm2,松厚度为1.91cm3/g,拉毛强度为3.7m/s,表面吸收性为24g/cm2。
步骤二:涂布处理
涂料配方:(按涂料绝干重量百分比计)
碳酸钙:钛白粉:聚苯乙烯颜料:羧基丁苯胶乳:涂布淀粉:PVA=30份:20份:30份:14份:5份:1份;
涂料制备工艺同实例1
涂料指标:
固含量为40±0.2%;粘度为55±2.5mPa.s;涂料温度为40±0.5℃。
涂布工艺同实例1
涂布工艺要求:
单面涂布量为12.5±0.2g/m2;两面涂布量差为0.3g/m2;车速150m/min;成纸干度94%。
实施例3:
以实施例1原纸为基材,进行涂布处理;
涂料配方:(按涂料绝干重量百分比计)
碳酸钙:钛白粉:聚苯乙烯颜料:羧基丁苯胶乳:涂布淀粉:PVA=40份:20份:20份:10份:5份:5份;
涂料制备工艺同实例1;
涂料指标:
固含量为42±0.2%;粘度为60±2.5mPa.s;涂料温度为40±0.5℃。
涂布工艺同实例1;
涂布工艺要求同实例1。
实施例4:
以实施例1原纸为基材,进行涂布处理;
涂料配方:(按涂料绝干重量百分比计)
碳酸钙:钛白粉:聚苯乙烯颜料:羧基丁苯胶乳:涂布淀粉:PVA=20份:10份:50份:10份:10份:1份;
涂料制备工艺同实例1;
涂料指标:
固含量为35±0.2%;粘度为55±2.5mPa.s;涂料温度为40±0.5℃。
涂布工艺同实例1;
涂布工艺要求同实例1。
实施例5:
以实施例1原纸为基材,进行涂布处理;
涂料配方:(按涂料绝干重量百分比计)
碳酸钙:钛白粉:聚苯乙烯颜料:羧基丁苯胶乳:涂布淀粉:PVA=35份:0份:50份:8份:6份:1份;
涂料制备工艺同实例1;
涂料指标:
固含量为42±0.2%;粘度为55±2.5mPa.s;涂料温度为40±0.5℃。
涂布工艺同实例1;
涂布工艺要求同实例1。
对比例:
以实施例1原纸为对比例所选原纸。
涂料配方:(按涂料绝干重量百分比计)
碳酸钙:钛白粉:羧基丁苯胶乳:涂布淀粉:PVA=60份:20份:12份:7份:1份;
涂料制备工艺:
将碳酸钙、钛白粉和分散剂以65%浓度由高速分散机以17m/s的剪切速度分散30min后,与羧基丁苯胶乳及熬制好的涂布淀粉胶液和PVA胶液混合,保持搅拌,同时添加保水剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂、杀菌剂、调色机等其他涂布助剂。
涂料指标:
固含量为45±0.2%;粘度为60±2.5mPa.s;涂料温度为40±0.5℃。
涂布工艺与实施例1相同。
最终成纸指标:
由最终成纸指标可知,各实施例与对比例成纸松厚度均比原纸松厚度有所降低。由于涂料本 身密度大,且大部分都填充在纸页表面的空隙中,还有涂布过程中胶液向纸页内部迁移以及 对纸页z向压力等因素都导致了纸页松厚度的损失。
各实施例与对比例相比较,各实施例中添加了不同比例的聚苯乙烯颜料,松厚度均比对比例要高。其中,实施例4和实施例5聚苯乙烯颜料占比最大,因此,松厚度明显高于其他实施例。实施例4与实施例5相比较,由于实施例4配比了比重更大的钛白粉,导致实施例4成纸松厚度比实施例5稍低。
实施例1与实施例2相比,实施例2的原纸定量高,钛白粉比重比实施例1要高,原纸在成纸中的比重大,最终导致实施例1成纸松厚度指标比实施例2稍低。
实施例2不透明度最高,主要是两方面原因,一是由于钛白粉用量高,二是定量高。同样,对比例与其他实施例相比,不透明度均明显提高是由于钛白粉相对用量高造成的。
实施例4和实施例5白度最高,吸收性最低,也是由于聚苯乙烯颜料占比高,导致成纸白度指标高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受实施例的限制,其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高松厚超感纸的制备方法,其特征在于原纸经过涂布处理后干燥、卷取、分切;
涂布处理工艺如下:
涂布方式:双面各一道气刀涂布;
涂布车速:150-250m/min;
涂布量:双面各涂10-15g/m2;
涂料参数:固含量35-45%,粘度30-80mPa·S(40℃下);
所述涂布处理中按涂料的绝干重量计算的涂料原料重量配比如下:
颜料65-85份,胶黏剂15-30份,助剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于颜料中各原料重量配比为:
碳酸钙20-40份,高岭土0-10份,钛白粉0-20份,聚苯乙烯颜料20-50份。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于所述胶粘剂中原料重量配比为:
羧基丁苯胶乳:淀粉:PVA=8-15:6-15:0-5。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于所述助剂中原料重量配比为:
保水剂:分散剂:消泡剂:抗水剂:润滑剂为0.2-0.5:02-0.5: 0.01-0.05: 0.5-0.8:3-5。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于原纸指标为松厚度≥1.90cm3/g,拉毛强度大于等于2m/s,表面吸收性小于等于25g/cm2。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于碳酸钙白度大于90度,颜料粒径≤2um占比大于90%。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于钛白粉为粒径≤2um的锐钛型钛白粉。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于聚苯乙烯颜料粒径≤0.5um,白度≥95%。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于羧基丁苯胶乳为亲水性胶乳。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于PVA为17-99型高醇解度聚乙烯醇。
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