CN112626925A - 一种彩墨书写纸制备工艺及彩墨书写纸 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种彩墨书写纸制备工艺及彩墨书写纸，一种彩墨书写纸制备工艺，至少包括以下步骤：(1)通过碱法制备纸浆，并在纸浆中加入第一施胶组合物，得到混合物A；(2)在混合物A中加入第一填料，得到混合物B；(3)将混合物B利用斜网纸机进行抄造，得到初步纸张；(4)在初步纸张的上下两侧均涂布矿物质层。通过在纸浆中加入第一施胶组合物，和纤维素中的羟基进行反应，在纤维素表面上附着一层疏水性膜，提高了纸张整体的疏水效果，提高了纸张的抗渗透性能和纸张的强度。通过添加第一填料和设置矿物质层，使墨水能够不被纸张快速吸收，使墨水较好的层析，使墨水的色彩更好的表现出来，并且能够长时间保持纸张上的颜色，不褪色。
Description
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种彩墨书写纸制备工艺及彩墨书写纸。
背景技术
造纸是古代中国劳动人民的重要发明。造纸技术分有机制和手工两种形式。机制是在造纸机上连续进行，将适合于纸张质量的纸浆，用水稀释至一定浓度，在造纸机的网部初步脱水，形成湿的纸页，再经压榨脱水，然后烘干成纸。手工则用有竹帘、聚酯网或铜网的框架，将分散悬浮于水中的纤维抄成湿纸页，经压榨脱水，再行晒干或烘干成纸。
随着科技水平的不断发展，人们对纸的质量等各方面也提出了更高的要求。传统造纸的原料主要为纤维，由于纤维的强度较小，导致纸张容易撕裂。水性染料型彩墨有着易于层析、颜色变化的特点，多用于书写与绘画创作。当纸张上书写绘画彩墨时，若纸张纤维的吸水性较强，涂敷在纸上的彩墨会被纤维快速的吸收，导致彩墨的颜色不能较好的层析出来，不能很好的体现出彩墨的颜色；并且由于纤维的快速吸水性会导致纸张被浸润，降低纸张的强度。若纸张吸水性较弱，则彩墨在书写表面聚集，不易干燥，影响书写绘画效率。因此对于染料型彩墨的书写绘画，存在吸水性与表面干燥速率的矛盾。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种彩墨书写纸制备工艺，至少包括以下步骤：
(1)通过碱法制备纸浆，并在纸浆中加入第一施胶组合物，得到混合物A；
(2)在混合物A中加入第一填料，得到混合物B；
(3)将混合物B利用斜网纸机进行抄造，得到初步纸张；
(4)在初步纸张的上下两侧均涂布矿物质层。
优选的，所述纸浆选自木浆、草浆、麻浆、苇浆、蔗浆、竹浆中的至少一种。
优选的，所述第一施胶组合物包括纤维素反应性施胶剂和改性淀粉。
优选的，所述纤维素反应性施胶剂选自烷基烯酮二聚体、烯酮多聚体、链烯基琥珀酸酐和异氰酸酯中的至少一种。
优选的，所述矿物质层的制备原料，包括至少一种相对分子质量在20-300的无机盐和至少一种改性有机物和第二施胶剂。
优选的，所述相对分子质量在20-300的无机盐选自碳酸钙、滑石粉、钛白粉、硅酸盐、硫酸盐、硫化锌、无定形硅、三水合铝石和氢氧化镁中的至少一种。
优选的，所述改性有机物选自改性淀粉、改性纤维素、改性甲壳素和改性壳聚糖中的至少一种。
优选的，所述改性纤维素选自甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素中的至少一种。
优选的，所述第二施胶剂选自聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、苯乙烯马来酸酐共聚物、硬脂酸盐、二羟基脂肪酸化合物、聚氨酯和改性蒙旦蜡中的至少一种。
本发明的第二各方面提供了一种所述的彩墨书写纸制备工艺制备的彩墨书写纸，从上到下依次包括矿物质层和纸张层，所述矿物质层的厚度在30-35μm。
有益效果：本技术方案中通过在纸浆中加入第一施胶组合物和纤维素中的羟基进行反应，在纤维素表面上附着一层疏水性膜，提高了纸张整体的疏水效果，提高了纸张的抗渗透性能和纸张的强度。通过添加第一填料和设置矿物质层，使墨水能够不被纸张快速吸收，使墨水较好的层析，使墨水的色彩更好的表现出来，并且能够长时间保持纸张上的颜色不褪色。本技术方案中通过加入第一施胶组合物、第一填料和涂布矿物质层的使彩墨书写纸的吸水性与表面干燥速率得到一个较好的平衡，既能保持恰当的吸水性又能保持较好的干燥速度。
具体实施方式
为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种彩墨书写纸制备工艺，至少包括以下步骤：
(1)通过碱法制备纸浆，并在纸浆中加入第一施胶组合物，得到混合物A；
(2)在混合物A中加入第一填料，得到混合物B；
(3)将混合物B利用斜网纸机进行抄造，得到初步纸张；
(4)在初步纸张的上下两侧均涂布矿物质层。
作为一种优选的技术方案，所述纸浆选自木浆、草浆、麻浆、苇浆、蔗浆、竹浆中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述第一施胶组合物包括纤维素反应性施胶剂和改性淀粉。
作为一种优选的技术方案，所述纤维素反应性施胶剂选自烷基烯酮二聚体、烯酮多聚体、链烯基琥珀酸酐和异氰酸酯中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述纤维素反应性施胶剂为烷基烯酮二聚体和链烯基琥珀酸酐的混合物，所述烷基烯酮二聚体和链烯基琥珀酸酐的质量比为1：(3-5)。
烷基烯酮二聚体能与纤维素上的羟基反应与纤维素之间形成化学键合，固着在纤维素的表面形成一层稳定的膜层，使纤维由亲水变为疏水，从而提高纸张的疏水性，但是烷基烯酮二聚体的反应活性较低，只使用烷基烯酮二聚体进行施胶，会导致施胶度较低，达不到预期的疏水效果。发明人发现通过使用一定量的烷基烯酮二聚体和链烯基琥珀酸酐的混合物，能够大幅度提高纸张的疏水效果，因为链烯基琥珀酸酐中的酸酐基团能够和纤维素上的羟基快速反应，并固着在纤维素的表面，并形成一层稳定的膜层，并且链烯基琥珀酸酐的长链碳基具有较好的疏水性，能够进一步提高纸张的施胶度，提高纸张的疏水性。
作为一种优选的技术方案，所述改性淀粉为醋酸酯淀粉。
醋酸酯淀粉具有较好的储存稳定性，在低温的状态下仍能保持较好的性质，能够增强纸张整体的耐侯性。
作为一种优选的技术方案，所述第一填料为无机粒状物，所述无机粒状物的目数在200-600。
作为一种优选的技术方案，所述第一填料为滑石粉，所述滑石粉的目数为400。所述滑石粉购自江阴市广源超微粉有限公司，细度：400目。
发明人发现通过添加一定目数的滑石粉，能够提高纸张的白度、不透明度、平滑度、柔软性和印刷性能，并且能够提高纸张的硬度，降低纸张的原料成本。
作为一种优选的技术方案，所述矿物质层的制备原料，包括至少一种相对分子质量在20-300的无机盐和至少一种改性有机物和第二施胶剂。
作为一种优选的技术方案，所述相对分子质量在20-300的无机盐选自碳酸钙、滑石粉、钛白粉、硅酸盐、硫酸盐、硫化锌、无定形硅、三水合铝石和氢氧化镁中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述无机盐为碳酸钙和钛白粉的混合物，所述碳酸钙和钛白粉的质量比为：(3-5)：1，所述碳酸钙的目数为800目，所述钛白粉为金红石型。所述碳酸钙购自建德市和谐重钙厂，细度：800目。所述钛白粉购自东烷市伟茂化工有限公司，货号r103。
发明人发现在对纸张的表面进行处理时，添加一定量的碳酸钙与钛白粉的混合物，不仅能够使碳酸钙与钛白粉在纸张表面较好的分散，提高纸张的平滑度，降低纸张的吸水性，提高纸张的白度，而且能够使彩色墨水更好的着色，随着时间的延长，纸张上的彩墨颜色不会褪去，能够较好的保留在纸张上。
作为一种优选的技术方案，所述改性有机物选自改性淀粉、改性纤维素、改性甲壳素和改性壳聚糖中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述改性纤维素选自甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述改性有机物为改性纤维素，所述改性纤维素为羟丙基甲基纤维素。
羟丙基甲基纤维素具有较好的增稠效果，发明人意外发现当有碳酸钙存在的条件下，羟丙基甲基纤维素的粘度会大幅度提高，进一步提高矿物质层在纸张层上的粘结力。
作为一种优选的技术方案，所述第二施胶剂选自聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、苯乙烯马来酸酐共聚物、硬脂酸盐、二羟基脂肪酸化合物、聚氨酯和改性蒙旦蜡中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述第二施胶剂为聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的聚合度为1700，醇解度为88％。所述聚乙烯醇购自上海福思春化工科技有限公司，CAS号：9002-89-5。
发明人发现通过添加一定聚合度和醇解度的聚乙烯醇，能够使无机盐更好的分散和粘结在纸张上，提高纸张的平滑度，增强纸张整体的强度。
本发明的第二个方面提供了一种所述的彩墨书写纸制备工艺制备的彩墨书写纸，从上到下依次包括矿物质层和纸张层，所述矿物质层的厚度在30-35μm。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例1
本实施例的第一个方面提供了一种彩墨书写纸制备工艺，包括以下步骤：
(1)通过碱法制备纸浆，并在纸浆中加入第一施胶组合物，每100L纸浆中加入1L的第一施胶组合物，得到混合物A；
(2)在混合物A中加入第一填料，每1L混合物A中加入20g第一填料，得到混合物B；
(3)将混合物B利用斜网纸机进行抄造，并干燥，得到初步纸张；
(4)在初步纸张的上下两侧均涂布矿物质层。
所述纸浆为木浆、草浆和麻浆的组合物。所述第一施胶组合物包括20份纤维素反应性施胶剂、10份改性淀粉和60份的水，所述纤维素反应性施胶剂为烷基烯酮二聚体和链烯基琥珀酸酐的混合物，所述烷基烯酮二聚体和链烯基琥珀酸酐的质量比为1：3，所述改性淀粉为醋酸酯淀粉，所述烷基烯酮二聚体购自泰安市亿奎化工有限公司，货号：YK-2019-28，所述链烯基琥珀酸酐购自思利凯精细化工有限公司，CAS号：26544-38-7，所述醋酸酯淀粉购自郑州万博化工产品有限公司，货号：8282。
所述第一填料为滑石粉，所述滑石粉的目数为400。所述滑石粉购自江阴市广源超微粉有限公司，细度：400目。
所述矿物质层的制备原料，包括4份的无机盐、15份的羟丙基甲基纤维素、30份的聚乙烯醇和80份水，所述无机盐为碳酸钙和钛白粉的混合物，所述碳酸钙和钛白粉的质量比为：3：1，所述碳酸钙的目数为800目，所述钛白粉为金红石型，所述碳酸钙购自建德市和谐重钙厂，细度：800目。所述钛白粉购自东烷市伟茂化工有限公司，货号r103，所述羟丙基甲基纤维素购自任丘市金誉化工有限公司，货号：hpmc。所述聚乙烯醇的聚合度为1700，醇解度为88％。所述聚乙烯醇购自上海福思春化工科技有限公司，CAS号：9002-89-5。
本实施例的第二个方面提供了一种所述的彩墨书写纸制备工艺制备的彩墨书写纸，从上到下依次包括矿物质层和纸张层，所述矿物质层的厚度为30μm。
实施例2
本实施例的第一个方面提供了一种彩墨书写纸制备工艺，包括以下步骤：
(1)通过碱法制备纸浆，并在纸浆中加入第一施胶组合物，每100L纸浆中加入1L的第一施胶组合物，得到混合物A；
(2)在混合物A中加入第一填料，每1L混合物A中加入20g第一填料，得到混合物B；
(3)将混合物B利用斜网纸机进行抄造，并干燥，得到初步纸张；
(4)在初步纸张的上下两侧均涂布矿物质层。
所述纸浆为木浆、草浆和麻浆的组合物。所述第一施胶组合物包括20份纤维素反应性施胶剂、10份改性淀粉和60份的水，所述纤维素反应性施胶剂为烷基烯酮二聚体和链烯基琥珀酸酐的混合物，所述烷基烯酮二聚体和链烯基琥珀酸酐的质量比为1：5，所述改性淀粉为醋酸酯淀粉，所述烷基烯酮二聚体购自泰安市亿奎化工有限公司，货号：YK-2019-28，所述链烯基琥珀酸酐购自思利凯精细化工有限公司，CAS号：26544-38-7，所述醋酸酯淀粉购自郑州万博化工产品有限公司，货号：8282。
所述第一填料为滑石粉，所述滑石粉的目数为400。所述滑石粉购自江阴市广源超微粉有限公司，细度：400目。
所述矿物质层的制备原料，包括4份的无机盐、15份的羟丙基甲基纤维素、30份的聚乙烯醇和80份水，所述无机盐为碳酸钙和钛白粉的混合物，所述碳酸钙和钛白粉的质量比为：3：1，所述碳酸钙的目数为800目，所述钛白粉为金红石型，所述碳酸钙购自建德市和谐重钙厂，细度：800目。所述钛白粉购自东烷市伟茂化工有限公司，货号r103，所述羟丙基甲基纤维素购自任丘市金誉化工有限公司，货号：hpmc。所述聚乙烯醇的聚合度为1700，醇解度为88％。所述聚乙烯醇购自上海福思春化工科技有限公司，CAS号：9002-89-5。
本实施例的第二个方面提供了一种所述的彩墨书写纸制备工艺制备的彩墨书写纸，从上到下依次包括矿物质层和纸张层，所述矿物质层的厚度为30μm。
实施例3
本实施例的第一个方面提供了一种彩墨书写纸制备工艺，包括以下步骤：
(1)通过碱法制备纸浆，并在纸浆中加入第一施胶组合物，每100L纸浆中加入1L的第一施胶组合物，得到混合物A；
(2)在混合物A中加入第一填料，每1L混合物A中加入20g第一填料，得到混合物B；
(3)将混合物B利用斜网纸机进行抄造，并干燥，得到初步纸张；
(4)在初步纸张的上下两侧均涂布矿物质层。
所述纸浆为木浆、草浆和麻浆的组合物。所述第一施胶组合物包括20份纤维素反应性施胶剂、10份改性淀粉和60份的水，所述纤维素反应性施胶剂为烷基烯酮二聚体和链烯基琥珀酸酐的混合物，所述烷基烯酮二聚体和链烯基琥珀酸酐的质量比为1：3，所述改性淀粉为醋酸酯淀粉，所述烷基烯酮二聚体购自泰安市亿奎化工有限公司，货号：YK-2019-28，所述链烯基琥珀酸酐购自思利凯精细化工有限公司，CAS号：26544-38-7，所述醋酸酯淀粉购自郑州万博化工产品有限公司，货号：8282。
所述第一填料为滑石粉，所述滑石粉的目数为400。所述滑石粉购自江阴市广源超微粉有限公司，细度：400目。
所述矿物质层的制备原料，包括4份的无机盐、15份的羟丙基甲基纤维素、30份的聚乙烯醇和80份水，所述无机盐为碳酸钙和钛白粉的混合物，所述碳酸钙和钛白粉的质量比为：5：1，所述碳酸钙的目数为800目，所述钛白粉为金红石型，所述碳酸钙购自建德市和谐重钙厂，细度：800目。所述钛白粉购自东烷市伟茂化工有限公司，货号r103，所述羟丙基甲基纤维素购自任丘市金誉化工有限公司，货号：hpmc。所述聚乙烯醇的聚合度为1700，醇解度为88％。所述聚乙烯醇购自上海福思春化工科技有限公司，CAS号：9002-89-5。
本实施例的第二个方面提供了一种所述的彩墨书写纸制备工艺制备的彩墨书写纸，从上到下依次包括矿物质层和纸张层，所述矿物质层的厚度为30μm。
对比例1
该对比例中与实施例1不同的点在于，该实施例中纤维素反应性施胶剂为烷基烯酮二聚体，所述烷基烯酮二聚体购自泰安市亿奎化工有限公司，货号：YK-2019-28，其余技术特征均与实施例1中相同。
对比例2
该对比例中与实施例1不同的点在于，该实施例中的纤维素反应性施胶剂为链烯基琥珀酸酐，所述链烯基琥珀酸酐购自思利凯精细化工有限公司，CAS号：26544-38-7，其余技术特征均与实施例1中相同。
对比例3
该对比例中与实施例1不同的点在于，该实施例中的碳酸钙的目数为400目，所述碳酸钙购自建德市和谐重钙厂，细度：400目，其余技术特征均与实施例1相同。
对比例4
该对比例中与实施例1不同的点在于，该实施例中不含钛白粉，其余技术特征均与实施例1相同。
性能测试
性能测试一：
取按照实施例1-3和对比例1-4中的方法制备的彩墨书写纸各50张，选取50名志愿者，对彩墨书写纸进行触摸，手感平滑，无明显颗粒，记录为平滑度合格；手感粗糙，有明显颗粒状物，记录为平滑度不合格。1-3个不合格，平滑度记录为优，4-10个不合格，平滑度记录为良，10个以上不合格，平滑度记录为差。
性能测试二：
取按照实施例1-3和对比例1-4中的方法制备的彩墨书写纸各10张，参照GB/T460-2008对彩墨书写纸的施胶度进行测定，表征彩墨书写纸的抗渗透性。
性能测试三：
取按照实施例1-3和对比例1-4中的方法制备的彩墨书写纸各10张，每份纸上都采用同样重量份的同样的彩墨进行涂绘，并观察彩墨的鲜艳程度，色彩层析明显记录为合格，色彩层析不能明显记录为不合格，0-1张不合格，记录为优，2-3张不合格，记录为良，3张以上不合格，记录为差。90天之后再进行观察，0-1张有褪色现象，色彩保持性记录为优，2-3张有褪色现象，色彩保持性记录为良，3张以上有褪色现象，色彩保持性记录为差。
本技术方案中，通过本技术方案中通过在纸浆中加入第一施胶组合物，和纤维素中的羟基进行反应，在纤维素表面上附着一层疏水性膜，提高了纸张整体的疏水效果，提高了纸张的抗渗透性能和纸张的强度。通过添加第一填料和设置矿物质层，使墨水能够不被纸张快速吸收，使墨水较好的层析，使墨水的色彩更好的表现出来，并且能够长时间保持纸张上的颜色，不褪色，使彩墨书写纸的吸水性与表面干燥速率得到一个较好的平衡，既能保持恰当的吸水性又能保持较好的干燥速度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种彩墨书写纸制备工艺，其特征在于，至少包括以下步骤：
(1)通过碱法制备纸浆，并在纸浆中加入第一施胶组合物，得到混合物A；
(2)在混合物A中加入第一填料，得到混合物B；
(3)将混合物B利用斜网纸机进行抄造，得到初步纸张；
(4)在初步纸张的上下两侧均涂布矿物质层。
2.根据权利要求1所述的彩墨书写纸制备工艺，其特征在于，所述纸浆选自木浆、草浆、麻浆、苇浆、蔗浆、竹浆中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的彩墨书写纸制备工艺，其特征在于，所述第一施胶组合物包括纤维素反应性施胶剂和改性淀粉。
4.根据权利要求3所述的彩墨书写纸制备工艺，其特征在于，所述纤维素反应性施胶剂选自烷基烯酮二聚体、烯酮多聚体、链烯基琥珀酸酐和异氰酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的彩墨书写纸制备工艺，其特征在于，所述矿物质层的制备原料，包括至少一种相对分子质量在20-300的无机盐和至少一种改性有机物和第二施胶剂。
6.根据权利要求5所述的彩墨书写纸制备工艺，其特征在于，所述相对分子质量在20-300的无机盐选自碳酸钙、滑石粉、钛白粉、硅酸盐、硫酸盐、硫化锌、无定形硅、三水合铝石和氢氧化镁中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的彩墨书写纸制备工艺，其特征在于，所述改性有机物选自改性淀粉、改性纤维素、改性甲壳素和改性壳聚糖中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的彩墨书写纸制备工艺，其特征在于，所述改性纤维素选自甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的彩墨书写纸制备工艺，其特征在于，所述第二施胶剂选自聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、苯乙烯马来酸酐共聚物、硬脂酸盐、二羟基脂肪酸化合物、聚氨酯和改性蒙旦蜡中的至少一种。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的彩墨书写纸制备工艺制备的彩墨书写纸，其特征在于，从上到下依次包括矿物质层和纸张层，所述矿物质层的厚度在30-35μm。
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Cited By (1)
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2020
- 2020-12-18 CN CN202011508636.9A patent/CN112626925A/zh active Pending
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