CN109487632A - 一种烫透显露底色的双层结构纸及其生产方法 - Google Patents

一种烫透显露底色的双层结构纸及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种烫透显露底色的双层结构纸及其生产方法，所述的烫透显露底色的双层结构纸包括底层纸和面层纸，所述的底层纸是彩色纸；所述的面层纸是白色纸了，包括针叶木浆、阔叶木浆以及SWP纤维；所述的面层纸中按重量计，针叶木浆和阔叶木浆的按照绝干重量计算为20‑60份，SWP纤维的比例按照总绝干重量计算占总纤维重量为40‑80份。在本发明中得到的双层结构纸张具有表面起毛特性较好，受热变色均匀的特点，其可以在烫版的压烫后变透明，从而显露出底纸的颜色，在纸张表面形成烫版的图案，具有很好的艺术效果。

Description

一种烫透显露底色的双层结构纸及其生产方法
技术领域
本发明涉及到造纸技术领域，尤其是一种烫透显露底色的双层结构纸及其生产方法。
背景技术
我们知道，双层结构及多层结构纸张的纸种较多，如牛皮箱板纸、白卡纸、灰底白板纸、茶叶袋滤纸等，这些种类的双层及多层结构的纸张有的赋予面层纸好的强度，如牛皮箱板纸；有的面层纸采用化学木浆，芯层采用磨木浆降低生产成本，如白卡纸；有的面层纸采用白色，底纸采用废纸浆，如灰底白板纸；有的赋予面层层有受热粘合到一起的功能，如茶叶滤袋纸。
SWP浆是一种聚烯烃类、多分歧状的化学纤维，其经过亲水性处理，具有良好的水中分散性，能够与各种合成纤维、植物纤维浆料很好地混合，可以在普通长、圆网纸机上进行抄造。使用SWP纤维和木浆纤维混合，来得到受热条件下显色或者颜色加深的纸张，是目前已经用于市场的高端纸张生产技术。SWP浆纤维本身的多分歧性，使得SWP浆具有很高的比表面积，能够在抄造过程中有效捕捉细小纤维，提高浆料留着率。然而SWP纤维加入木浆中之后，使得不同层的木浆纤维网之间的附着力有所下降，导致木浆纤维网层之间有可能在潮湿和温度变化的条件下发生脱落。
发明内容
在本发明中，提供了一种烫透显露底色的双层结构纸以及其制备方法，来改善其原有工艺。所制备的烫透显露底色的双层结构纸是底层为彩色纸，面层为白色纸，在面层纸张纤维中添加了SWP纤维材料，可以在烫版的压烫后变透明，从而显露出底纸颜色，在纸张表面形成烫版的图案，具有良好艺术效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种烫透显露底色的双层结构纸，其特征在于：其包括底层纸和面层纸，所述的底层纸是彩色纸；所述的面层纸是白色纸，包括针叶木浆、阔叶木浆以及SWP纤维；在所述的面层纸中按重量计，针叶木浆和阔叶木浆的按照绝干重量计算为20-60份，SWP纤维的比例按照总绝干重量计算占总纤维重量为40-80份。
在本发明优选的方面，所述的SWP纤维的熔点为100-120摄氏度。
在本发明优选的方面，所述的面层纸为30-70g/m2。
在本发明优选的方面，所述的底层纸中按重量计，针叶木浆按照绝干重量计算为10-80份，阔叶木浆的按照绝干重量计算为80-10份。
在本发明优选的方面，所述的面层纸还包括1.5-2.5重量份的聚二甲基硅氧烷，0.25-0.50重量份的硼酸钠和1.5-2.5重量份的氧化变性淀粉。
在本发明优选的方面，所述的面层纸还包括2.1重量份的聚二甲基硅氧烷，0.30重量份的硼酸钠和1.8重量份的氧化变性淀粉。
在本发明其他的方面，还提供了生产前文所述的双层结构纸的方法，所述的方法包括以下步骤：
（1）将针叶木浆、阔叶木浆、SWP纤维混合制浆，其中针叶木浆和阔叶木浆的按照绝干重量计算为20-60份，SWP纤维的比例按照总绝干重量计算占总纤维重量为40-80份，并且使其成型为30-70g/m2的面层纸；
（2）将针叶木浆、阔叶木浆和染料混合制浆，并且制成底层纸；
（3）将步骤1的面层纸和步骤2的底层纸在湿纸页的状态下复合、压榨并且干燥形成双层结构纸。
在本发明优选的方面，在步骤3中，在形成双层结构纸之后，向面层纸表面喷涂表面处理混合物，所述的表面处理混合物中包括1.5-2.5重量份的聚二甲基硅氧烷，0.25-0.50重量份的硼酸钠和1.5-2.5重量份的氧化变性淀粉和20-40重量份的水；其表面处理混合物喷涂量为1.0-1.5 g/m2。
在本发明的其他方面，还公开了以下的技术方案：烫透显露底色双层结构纸张的生产由至少有两张网、两套上浆系统的造纸机生产。两层纸的浆料成份不同，底层纸为彩色纸，如蓝色、绿色、粉红色、灰色等。面层纸为白色纸，浆料配比由针叶木浆、阔叶木浆及SWP纤维组成，面层纸和底层纸的不同浆料由两个不同上浆系统分别在两个网上上浆成形，然后在湿纸页时复合到一起，经压榨、干燥形成两层不同组分，不同功能的双层结构的纸张。底层纸为彩色纸，赋予纸张不同颜色。面层纸为白色纸，面层纸的浆料配比：针叶木浆和阔叶木浆的比例占总纤维重量（绝干重量）的60-20%，SWP纤维的比例占总纤维重量（绝干重量）的40-80%。SWP纤维为采用日本三井株式会社的多岐化聚乙烯PE纤维，SWP纤维熔点120℃。在配比大于40%以上时，纸张面层白色的一面经烫版在120℃以上的温度压烫后，烫版图文与纸张接触部分的SWP纤维变熔溶状态，烫版图文部分变透明，呈现出底纸的颜色。面层纸张SWP纤维用量（绝干量）为40-80%（占总绝干纤维量），SWP纤维用量占总绝干纤维量40%以上的时，面层纸经烫版120℃以上温度烫后烫版图文有好的透明效果，能把底纸颜色很好的表现出来，SWP纤维用量越大，烫后透明效果越好，但与针叶木浆、阔叶木浆的结合会更差，纸张表面会起纸毛，成本也会更高，因此面层纸浆料配比中SWP纤维的最大量控制在80%以下。具体步骤如下：
（1）、面层纸浆料配比：针叶木浆+阔叶木浆20-60%（对总绝干纤维量），SWP纤维80-40%（对总绝干纤维量），经试验SWP纤维量（绝干量）占总纤维量40%以上时，面纸在120℃以上温度的烫版压烫时，能达到好的透明效果，将底纸颜色显露出来；SWP纤维用量越大，面纸压烫变透明效果越好，但超过80%的SWP纤维用量后，一方面面纸纤维结合变差，表面强度低，易起纸毛，另方面增加成本投入；因此选择面纸SWP纤维用量在40-80%；
（2）、底层纸为彩色纸，颜色可以是蓝、绿、红、灰、咖啡等颜色，与面层的白色纸有明显的颜色差；浆料配比：针叶木浆10-80%（占总绝干重量比），阔叶木浆80-10%（占总绝干重量比）；采用浆内染色，染料采用直接染料，针叶、阔叶混合浆加入直接染料进行染色，染色后加入固色剂进行固色处理；
（3）、烫透显露底色的双层结构纸的面层纸为白色纸，底层纸为彩色纸，因此生产时需采用至少两张网，两套上浆系统的纸机进行生产，两套上浆系统分别上不同的浆料，分别成形，然后在湿纸页时将两层湿纸页复合到一起，经压榨、干燥形成不同颜色两层结构纸张；两面颜色不同的纸张，面层为白色纸张，底层为彩色纸张，白色面纸在120℃以上的烫版压烫时，能达到好的透明效果，将底纸颜色显露出来；
（4）、面层白色纸张定量控制在30-70g/m2；面纸定量的选择，一方面保证底纸彩色的颜色不会透过白色面，另方面保证在烫版烫印时，SWP纤维能快速受热熔化成透明状态；面层纸的定量选择上进行了大量的试验，最终选择面纸的定量在30-70g/m2。
在本发明中本发明所制备的烫透显露底色的双层结构纸是底层为彩色纸，面层为白色纸，在面层纸张纤维中添加了SWP纤维材料，得到的双层结构纸张具有表面起毛特性较好，受热变色均匀的特点，可以在烫版的压烫后变透明，从而显露出底纸的颜色，在纸张表面形成烫版的图案，具有很好的艺术效果。同时，白色的面层不但可以采用普通的一些印刷方式进行印刷，如胶版、柔性版等的印刷，而且可以采用烫金版将精美图案压烫到纸面，露出底纸颜色，达到美轮美奂的艺术效果。
具体实施方式
除非另外地说明，SWP纤维在本发明中是指聚烯烃多分歧纤维，并且可以购自三井化学株式会社。
实施例1
120g/m2白面蓝底双层结构纸的制备方法，其采用两张圆网、两套上浆系统结构纸机生产，一个圆网纸机上浆流送系统部分为蓝色纸浆，上网抄造定量70g/m2，另一张圆网纸机上浆流送系统部分为白色纸，上网抄造定量50g/m2，并包括以下步骤：
（1）、白色面纸圆网部浆料配比：凯利普针叶木浆30%，日照阔叶木浆20%，SWP纤维50%。采用双盘磨对针叶木浆和阔叶木浆进行混合打浆处理，打浆叩解度55±1oSR，湿重6.0-6.5g。SWP纤维采用水力碎浆机进行碎解。AKD施胶剂用量0.7%，PAE湿强剂用量1.0%，浆内阳离子淀粉用量1.2%，聚丙烯酰胺助留剂用量100PPM，上述助剂用量为原液或固体量对绝干浆量。
（2）、蓝色底纸圆网部浆料配比：布拉茨克针叶木浆30%，日照阔叶木浆70%。采用双盘磨对针叶木浆和阔叶木浆进行混合打浆处理，打浆叩解度31±1oSR，湿重4.0-4.5g。AKD施胶剂用量1.2%，滑石粉用量18%，浆内阳离子淀粉用量1.0%，聚丙烯酰胺助留剂用量100PPM，上述助剂用量为原液或固体量对绝干浆量。染料用量（对绝干浆量）：直接蓝Blue2BG 2000ppm，直接蓝Blue 3R-EU 235ppm，直接黄3GSFN 113ppm。固色剂用量（对绝干浆）：2100ppm。
（3）、将两套上浆系统的纸机圆网上形成湿纸页复合到一起，经压榨、干燥形成不同颜色两层结构纸张；然后在两层结构纸张表面施胶，再经干燥，制备得到了双层结构纸张，其表面为白色，背面为蓝色。其中，表面施胶剂配方：氧化淀粉：PVA=5:1，表面施胶液浓度为5%。纸机车速：60m/min。两层结构纸张规格：787×1092mm。
实施例2
180g/m2白面灰底双层结构纸的制备方法，其采用一张长网一张圆网结构，两台上浆系统纸机生产，长网部分上浆流送系统部分为灰色纸浆，上网抄造定量130g/m2，圆网部分上浆流送系统部分为白色纸，上网抄造定量50g/m2，并包括以下步骤：
（1）、白色面纸圆网部浆料配比：凯利普针叶木浆30%，日照阔叶木浆20%，SWP纤维50%。采用双盘磨对针叶木浆和阔叶木浆进行混合打浆处理，打浆叩解度55±1oSR，湿重6.0-6.5g。SWP纤维采用水力碎浆机进行碎解。AKD施胶剂用量0.7%，PAE湿强剂用量1.0%，浆内阳离子淀粉用量1.2%，聚丙烯酰胺助留剂用量100PPM，上述助剂用量为原液或固体量对绝干浆量。
（2）、灰色底纸长网部浆料配比：布拉茨克针叶木浆25%，日照阔叶木浆75%。采用双盘磨对针叶木浆和阔叶木浆进行混合打浆处理，打浆叩解度32±1oSR，湿重3.0-4.2g。AKD施胶剂用量1.2%，滑石粉用量18%，浆内阳离子淀粉用量1.0%，聚丙烯酰胺助留剂用量100PPM，上述助剂用量为原液或固体量对绝干浆量。染料用量（对绝干浆量）：直接黑BLACKBSN 2075ppm，直接红3BFN 136ppm，直接黄3GSFN 485ppm。固色剂用量（对绝干浆）：2400ppm。
（3）、将两套上浆系统的纸机圆网上形成湿纸页复合到一起，经压榨、干燥形成不同颜色两层结构纸张；然后在两层结构纸张表面施胶，再经干燥，制备得到了双层结构纸张，其表面为白色，背面为灰色。其中，表面施胶剂配方：氧化淀粉：PVA=5:1，表面施胶液浓度为5%。纸机车速：60m/min。两层结构纸张规格：787×1092mm。
实施例3
本实施例和实施例1的区别在于，所述的面层纸中按重量计，针叶木浆和阔叶木浆的按照绝干重量计算为20份，SWP纤维的比例按照总绝干重量计算占总纤维重量为80份。
实施例4
本实施例和实施例1的区别在于，所述的面层纸中按重量计，针叶木浆和阔叶木浆的按照绝干重量计算为60份，SWP纤维的比例按照总绝干重量计算占总纤维重量为40份。
实施例5
本实施例和实施例1的区别在于，在步骤3中，在形成双层结构纸之后，向面层纸表面喷涂表面处理混合物，所述的表面处理混合物中包括2.1重量份的聚二甲基硅氧烷，0.30重量份的硼酸钠和1.8重量份的氧化变性淀粉和30重量份的水；其表面处理混合物喷涂量为1.2g/m2。
实施例6
本实施例和实施例1的区别在于，在步骤3中，在形成双层结构纸之后，向面层纸表面喷涂表面处理混合物，所述的表面处理混合物中包括1.5重量份的聚二甲基硅氧烷，0.25重量份的硼酸钠和2.5重量份的氧化变性淀粉和20重量份的水；其表面处理混合物喷涂量为1.5g/m2。
实施例7
本实施例和实施例1的区别在于，在步骤3中，在形成双层结构纸之后，向面层纸表面喷涂表面处理混合物，所述的表面处理混合物中包括2.5重量份的聚二甲基硅氧烷，0.50重量份的硼酸钠和1.5重量份的氧化变性淀粉和40重量份的水；其表面处理混合物喷涂量为1.0g/m2。
纸张的热烫试验：在本试验中，将实施例1-7的混合纸浆分别按照实施例1的方法制备成纸张。随后从该纸张上切割下100*100mm的正方形样块（每个实施例取1个样品）。取一块5*5cm大小1.5mm厚的方形铜板，粘贴在烫金机的上加热板上，调整到120摄氏度，并且将烫金机上的铜板在实施例1-7的各组纸张上按压停留3秒，随后抬起烫金机上压板。在表面烫处理之后，对各个产品在相同的光照条件下牌照，并且以ADOBE Photoshop软件将以上的图像均在相同条件下处理成灰度图像，并且对非烫区域和烫后线条的中间位置分别取10个点并且记录其平均灰度值（0-255）和标准偏差（p<0.05）。并且将各组的试验结果记录在表1中。
表1：实施例1-7的样品烫处理前后的图像颜色比较
实验组 非烫区域灰度平均值 烫区域灰度平均值
实施例1 17.2±5.4 115.4±25.0
实施例2 14.9±3.5 131.5±34.7
实施例3 18.0±5.1 155.7±35.8
实施例4 17.6±4.9 97.2±19.8
实施例5 16.8±5.2 118.4±11.3
实施例6 18.1±4.6 121.5±10.1
实施例7 18.2±5.0 113.4±10.9
从以上的数据可以看到的是，实施例3具有很高的烫区域灰度数值，这表明在提高SWP纤维含量时，烫处理之后的颜色也相应加深。在实施例4中的SWP纤维含量较低，其烫处理之后的变色幅度也就更小。实施例5-7的数据表明，在面层纸经过喷涂表面处理混合物之后，变色程度没有太大变化，但是变色的不确定度有所降低。这表明表面处理混合物使得SWP纤维融化和填充的性能有所提升。

Claims (8)

1.一种烫透显露底色的双层结构纸，其特征在于：其包括底层纸和面层纸，所述的底层纸是彩色纸；所述的面层纸是白色纸，包括针叶木浆、阔叶木浆以及SWP纤维；在所述的面层纸中按重量计，针叶木浆和阔叶木浆的按照绝干重量计算为20-60份，SWP纤维的比例按照总绝干重量计算占总纤维重量为40-80份。
2.根据权利要求1所述的一种烫透显露底色的双层结构纸，其特征在于：所述的SWP纤维的熔点为100-120摄氏度。
3.根据权利要求1所述的一种烫透显露底色的双层结构纸，其特征在于：所述的面层纸为30-70g/m2。
4.根据权利要求1所述的一种烫透显露底色的双层结构纸，其特征在于：所述的底层纸中按重量计，针叶木浆按照绝干重量计算为10-80份，阔叶木浆的按照绝干重量计算为80-10份。
5.根据权利要求1所述的一种烫透显露底色的双层结构纸，其特征在于：所述的面层纸还包括1.5-2.5重量份的聚二甲基硅氧烷，0.25-0.50重量份的硼酸钠和1.5-2.5重量份的氧化变性淀粉。
6.根据权利要求1所述的一种烫透显露底色的双层结构纸，其特征在于：所述的面层纸还包括2.1重量份的聚二甲基硅氧烷，0.30重量份的硼酸钠和1.8重量份的氧化变性淀粉。
7.权利要求1-6中任一项所述的烫透显露底色的双层结构纸的制备方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：
（1）将针叶木浆、阔叶木浆、SWP纤维混合制浆，其中针叶木浆和阔叶木浆的按照绝干重量计算为20-60份，SWP纤维的比例按照总绝干重量计算占总纤维重量为40-80份，并且使其成型为30-70g/m2的面层纸；
（2）将针叶木浆、阔叶木浆和染料混合制浆，并且制成底层纸；
（3）将步骤1的面层纸和步骤2的底层纸在湿纸页的状态下复合、压榨并且干燥形成双层结构纸。
8.根据权利要求7所述的烫透显露底色的双层结构纸的制备方法，其特征在于：在步骤3中，在形成双层结构纸之后，向面层纸表面喷涂表面处理混合物，所述的表面处理混合物中包括1.5-2.5重量份的聚二甲基硅氧烷，0.25-0.50重量份的硼酸钠和1.5-2.5重量份的氧化变性淀粉和20-40重量份的水；其表面处理混合物喷涂量为1.0-1.5 g/m2。
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