CN114541170A - 一种用于造纸的涂料组合物、凹版轻涂纸及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于造纸的涂料组合物、凹版轻涂纸及其制造方法，该涂料配方按重量份包括：40‑70份涂布研磨碳酸钙；30‑60份片状瓷土；3‑6份涂布淀粉；5‑10份醋酸乙烯酯胶乳；0.2‑1.2份纳米硅胶；0.3‑0.7份润滑剂；0.05‑0.3份CMC。该凹版轻涂纸由抄造纸页双面经轻量涂布形成，定量为60‑80g/m2；所述轻量涂布采用上述的涂料组合物。本发明所述涂料配方的组分复配，轻量涂布纸基后，可以保证纸张良好的水墨吸收性、细腻性，以及柔软性，从而满足水性油墨凹版印刷要求。

Description

一种用于造纸的涂料组合物、凹版轻涂纸及其制造方法
技术领域
本申请涉及造纸技术领域，特别涉及一种用于造纸的涂料组合物、凹版轻涂纸及其制造方法。
背景技术
纸张的凹版印刷是印版的图文部分凹陷，油墨只存留在图文部分的网穴之中，在较大的压力作用下将油墨转移到承印物纸张表面，从而获得印刷品。随着国民生活水平等方面的不断提高，用于凹版印刷的油性油墨逐步淘汰，更加环保的水性墨逐步替代油性墨。
国内应用凹版印刷的主要是包装、出版领域，尤其是包装领域应用量较大。在这两个领域，国内主要使用凹版轻涂纸进行印刷。轻涂纸(轻量涂布纸)是指一类克重较低的涂布加工纸，一般在40-90g/m2；这种纸的正反面都涂布了一层薄薄的涂料，具有性能良好、成本较低等特点。传统轻涂纸的涂料主要由碳酸钙和阳离子淀粉组成，通过超级压光改善它的物理性能和印刷适性。
目前，凹版轻涂纸要求良好的水墨吸收性、良好的平滑细腻性，对纸张柔软性也有一定要求，但国内外鲜有综合性能良好、用于水性凹版印刷的轻量涂布纸。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的是提供一种用于造纸的涂料组合物、凹版轻涂纸及其制造方法，该纸种具有良好的水墨吸收性、良好的平滑细腻性和良好的柔软性，可用于水性凹版印刷等。
本发明提供一种用于造纸的涂料组合物，其包括如下重量份的组分：
40-70份的涂布研磨碳酸钙；
30-60份的片状瓷土；
3-6份的涂布淀粉；
5-10份的醋酸乙烯酯胶乳；
0.2-1.2份的纳米硅胶；
0.3-0.7份的润滑剂；
0.05-0.3份的CMC。
优选地，所述涂料组合物不含有抗水剂。
本发明提供一种凹版轻涂纸，由抄造纸页双面经轻量涂布形成，定量为60-80g/m2；所述轻量涂布采用前文所述的涂料组合物。
优选地，所述抄造纸页的纤维原料包括：30～50wt％漂白硫酸盐针叶木化学浆；50～70wt％漂白硫酸盐阔叶木化学浆。
优选地，所述抄造纸页的纤维原料打浆采用柔软剂辅助。
本发明提供一种凹版轻涂纸的制造方法，包括以下步骤：
S1、将纤维原料进行配抄，得到抄造纸页；
S2、将所述抄造纸页双面进行轻量涂布、压光，得到凹版轻涂纸；所述轻量涂布采用前文所述的涂料组合物。
优选地，所述纤维原料为针叶木化学浆和阔叶木化学浆，并且采用柔软剂辅助打浆。
优选地，所述配抄依次包括：配浆、打浆、调浆、除砂除气、上浆、精筛、网部脱水成型、压榨、干燥；所述配浆的重量比例为：漂白硫酸盐针叶木化学浆30～50％；漂白硫酸盐阔叶木化学浆50～70％。
优选地，所述凹版轻涂纸的定量为60-80g/m2；表面强度≥1.0m/s；平滑度≥1000s；油墨吸收性40-60％。
优选地，所述凹版轻涂纸用于包装和/或出版领域的水性凹版印刷。
为实现制造综合性能良好、用于水性凹版印刷的轻量涂布纸的目的，本发明提供了一种改进的造纸涂料组合物，该涂料配方以重量份数计，包括：涂布GCC 40-70份，片状瓷土30-60份，涂布淀粉3-6份，醋酸乙烯酯胶乳5-10份，纳米硅胶0.2-1.2份，润滑剂0.3-0.7份，CMC 0.05-0.3份。本发明所述涂料配方的组分复配，轻量涂布纸基后，可以保证纸张良好的水墨吸收性、细腻性，以及柔软性，从而满足水性油墨凹版印刷要求。
为进一步改善纸张的柔软性，提高凹版印刷时纸张的可压缩性，本发明主要采用柔软剂辅助的打浆技术，可有效改善水墨转移率。实验显示，本发明制造的轻涂纸产品(定量60-80g/m2)，其油墨吸收性(水性油墨)在40％以上，平滑度在1000s以上，综合性能良好，利于应用。
具体实施方式
下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种用于造纸的涂料组合物，其包括如下重量份的组分：
40-70份的涂布研磨碳酸钙；
30-60份的片状瓷土；
3-6份的涂布淀粉；
5-10份的醋酸乙烯酯胶乳；
0.2-1.2份的纳米硅胶；
0.3-0.7份的润滑剂；
0.05-0.3份的CMC。
本发明提供一种涂料组合物，用于涂布加工造纸，可得到具有良好的水墨吸收性、平滑细腻性和柔软性的纸张，能满足凹版印刷要求。
为实现以上目的，本发明主要从涂料配方着手，采用以下的技术方案：
按照重量份，本发明所述的造纸涂料配方包括40-70份涂布GCC和30-60份片状瓷土。研磨碳酸钙(GCC)作为涂布颜料，在涂料配方中含量较高，本发明优选采用50-65重量份。本发明实施例采用的GCC具有球形结构，优选为95级涂布GCC，利于纸张光泽度、白度等性能的提高。
在所述的涂料配方中，本发明实施例复配30-60份的片状瓷土，优选为40-55重量份，利于提高超级压光效果，可将纸张平滑度控制在1000秒以上，从而改善凹版印刷时的水墨转移，防止浅网印刷出现露白现象。所述片状瓷土即片状结构的瓷土，瓷土也称高岭土、白土，其中Al2O3含量高对涂料的性质有一定影响。本发明采用市售的片状瓷土产品即可，如巴西瓷土等，其小于2微米粒径的颗粒总量控制在70-80％，70％固含量、25℃情况下，粘度在250-350mPas。
本发明所述用于造纸的涂料组合物包括：3-6重量份涂布淀粉；5-10重量份醋酸乙烯酯胶乳。其中，涂布淀粉一般是利用玉米、马铃薯等原料通过物理化学或生物法等变性生产的产品，在造纸涂布加工中可用作一种涂料胶粘剂，成膜性、流变性等应用性能优异。具体的，要求涂布淀粉蛋白质含量低于0.3％，糊化后的产品，在30％固含量、25℃情况下，粘度小于2000mPas。在本发明的实施例中，所述涂布淀粉的用量可为3份、4份、5份等。
并且，在所述的涂料配方中，胶粘剂还采用醋酸乙烯酯胶乳替代传统的丁苯胶乳；本发明实施例可采用6-9份醋酸乙烯酯胶乳。聚醋酸乙烯酯乳液(PVAc)又称聚醋酸乙烯乳液，俗称白胶、白乳胶，主要由醋酸乙烯在醋酸溶液体系下聚合形成。具体地，其在50％固含量、25℃情况下，粘度在200-300mPas。由于丁苯胶乳具有很好的抗水性，导致使用丁苯胶乳作为胶粘剂时，纸张涂层吸液性能差，导致在印刷过程中墨水转移率低，彩色印刷颜色较淡，色彩还原差。而本发明配方体系采用醋酸乙烯酯胶乳，其具有良好的水墨吸收性能，凹版印刷时网穴内水墨容易转移到纸上，从而使得彩色印刷色泽更鲜艳。
本发明同时在涂料配方中复配少量纳米硅胶，即包括纳米硅胶0.2-1.2重量份，优选为0.3-1.0重量份。所述的纳米硅胶是纳米级别的二氧化硅固体多孔材料，本发明利用其极大的比表面积以及多孔的结构，主要改善纸张的水墨吸收性能。在本发明的实施例中，所述纳米硅胶采用市售产品即可，其平均孔径为5.0-10.0nm，比表面积为400-800m2/g。
此外，本发明所述的涂料组合物包括润滑剂0.3-0.7份、CMC 0.05-0.3份。在造纸涂料润滑剂中，金属皂水性分散体、蜡乳液、硬脂酸钙类比较常用，还有脂肪酸酯类、聚乙二醇类、合成蜡类等涂布润滑剂类型。CMC是羧甲基纤维素钠盐的简称，可提高涂料的保水值，有利于提高涂料固含量等。
进一步地，本发明实施例涂料配方区别于传统的胶版印刷类轻涂纸配方，不使用抗水剂，可以提升涂层吸墨能力。
在本发明的一些实施例中，具体涂料配方如下；涂料固含量控制在60-70％，粘度可在1200-1800mPas。
表1本发明一些实施例的具体涂料配方
组份 重量份数
涂布GCC(95级) 40-70
巴西瓷土 30-60
纳米硅胶 0.3-1.0
涂布淀粉 3.0-6.0
醋酸乙烯酯胶乳 5.0-10.0
CMC 0.05-0.30
润滑剂 0.3-0.7
本发明提供了一种凹版轻涂纸，由抄造纸页双面经轻量涂布形成，定量为60-80g/m2；所述轻量涂布采用前文所述的涂料组合物。
相应地，本发明还提供了一种凹版轻涂纸的制造方法，包括以下步骤：
S1、将纤维原料进行配抄，得到抄造纸页；
S2、将所述抄造纸页双面进行轻量涂布、压光，得到凹版轻涂纸；所述轻量涂布采用前文所述的涂料组合物。
本发明采用独特的轻量涂布等技术，确保纸张良好的水墨吸收性、细腻性，以及柔软性，满足凹版印刷要求。
具体到生产工艺上，本发明实施例采用以下的整体技术方案，该方案优选以漂白硫酸盐针叶木化学浆(NBKP)、漂白硫酸盐阔叶木化学浆(LBKP)作纤维原料，进行配抄，产品经浓浆筛、调料、冲浆、除砂除气、上浆、精筛、网部脱水成型、压榨、前干燥、涂布、后干燥、压光、卷取、打包而成。
木浆一般根据制浆材料、制浆方法以及用途等来分类，如硫酸盐针叶木浆等化学浆，机械木浆、化学机械木浆等。本发明实施例中的针叶木化学浆和阔叶木化学浆具体为：漂白硫酸盐针叶木化学浆(NBKP)、漂白硫酸盐阔叶木化学浆(LBKP)；针叶木浆、阔叶木浆分别是以针叶木(如松木)、阔叶木(包括桉木、杨木、桦木等)为原料制成的纸浆，主要是化学浆类型，采用本领域常用浆料即可。作为优选，该浆料重量配比为：NBKP 30～50％；LBKP 50～70％。
上述两种浆配浆后，混合后浆料可调配成浓度3.0-3.5％。本发明实施例采用本领域常规的造纸设备，造纸机一般由湿部和干部两部分组成，湿部包括流浆箱(即头箱)、网部和压榨部；干部包括干燥部、压光部和卷纸机。
进一步地，本发明实施例针叶木化学浆及阔叶木化学浆打浆过程中，采用一定量的柔软剂辅助打浆，以改善纸张的柔软性，提高凹版印刷时纸张的可压缩性(可有效的改善水墨转移率)。所述柔软剂可用肥皂或磺化油类阴离子柔软剂，其比较适合用于造纸纤维素纤维，使得纤维素纤维获得更好的吸水性及柔软性，用量优选为0.2-0.8公斤/吨绝干浆。此外打浆度具体控制：NBKP 35-45SR，LBKP 30-40SR。
本发明实施例对配抄工艺中的筛选、成型、压榨和干燥等工艺并无特殊限制，采用本领域常规操作。本发明实施例将得到的抄造纸页双面进行轻量涂布、压光，即得所述凹版轻涂纸。
本发明制得的产品主要参数包括：定量60-80g/m2，光泽度30-50％，表面强度≥1.0m/s；平滑度≥1000s；白度83-85％ISO；纵向裂断长≥5000m；油墨吸收性40-60％。
本发明实施例提供了独特的涂料配方以及打浆技术等，实现了轻涂纸良好的水墨吸收性、良好的平滑细腻性和良好的柔软性，可用于包装和/或出版领域的水性凹版印刷等，具有重要的意义。
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。如无特殊说明的，均为重量份数。以下实施例中，所用原料为市售产品。例如，纳米硅胶平均孔径为5.0-10.0nm，比表面积为400-800m2/g；柔软剂为肥皂、润滑剂为硬脂酸钙。片状瓷土：小于2微米粒径的颗粒总量控制在70-80％，70％固含量、25℃情况下，粘度在250-350mPas。要求涂布淀粉蛋白质含量低于0.3％，糊化后的产品，在30％固含量、25℃情况下，粘度小于2000mPas。醋酸乙烯酯胶乳：在50％固含量、25℃情况下，粘度在200-300mPas。
实施例1
以下是使用纳米硅胶和不使用纳米硅胶情况下的对比实验，涂料配方及测试性能参见表2。涂布用原纸为55g/m2纸机未涂布原纸，其浆料配比(重量百分比)为硫酸盐针叶木化学浆:硫酸盐阔叶木化学浆＝40:60。
从表2可见，在复配纳米硅胶后，随着纳米硅胶份数增加，纸张吸墨性、光泽度、平滑度均有明显改善，而这三项质量性能改善，会大大改善纸张凹版印刷效果。另外，复配纳米硅胶后，份数在1份以内时，表面强度变化不明显。
表2复配纳米硅胶的涂料配方对比
Figure BDA0003519207740000071
实施例2
漂白硫酸盐针叶木化学浆及漂白硫酸盐阔叶木化学浆打浆采用柔软剂辅助打浆，柔软剂用量为0.5公斤/吨绝干浆，柔软剂加入点为打浆机入口管道。打浆度控制为别为：NBKP 40SR，LBKP 35SR。
漂白硫酸盐针叶木化学浆(NBKP)、漂白硫酸盐阔叶木化学浆(LBKP)以浆料重量配比分别为40％、60％进行配抄。混合后浆料调配成浓度3.5％，经浓浆筛，调料、冲浆、除砂除气、上浆、精筛、网部脱水成型、压榨、前干燥、涂布、后干燥、压光、卷取、打包而成。
上述涂布工段中，涂料配方如下：
表3本发明实施例2的涂料配方
组份 份数
涂布GCC(95级) 52
巴西瓷土 48
纳米硅胶 0.6
涂布淀粉 5.0
醋酸乙烯酯胶乳 8.0
CMC 0.25
润滑剂 0.6
经测得，所得产品定量61.0g/m2，光泽度43％，表面强度1.31m/s；平滑度1120s；白度83.8％ISO；纵向裂断长5710m；油墨吸收性43％。
实施例3
漂白硫酸盐针叶木化学浆及漂白硫酸盐阔叶木化学浆打浆采用柔软剂辅助打浆，柔软剂用量为0.4公斤/吨绝干浆，柔软剂加入点为打浆机入口管道。打浆度控制分别为：NBKP 38SR，LBKP 37SR。
漂白硫酸盐针叶木化学浆(NBKP)、漂白硫酸盐阔叶木化学浆(LBKP)以浆料重量配比分别为45％、55％进行配抄。混合后浆料调配成浓度3.4％，经浓浆筛，调料、冲浆、除砂除气、上浆、精筛、网部脱水成型、压榨、前干燥、涂布、后干燥、压光、卷取、打包而成。
上述涂布工段中，涂料配方如下：
表4本发明实施例3的涂料配方
Figure BDA0003519207740000081
Figure BDA0003519207740000091
经测得，所得产品定量65g/m2，光泽度38％，表面强度1.1m/s；平滑度1137s；白度84.1％ISO；纵向裂断长5635m；油墨吸收性48％。
实施例4
漂白硫酸盐针叶木化学浆及漂白硫酸盐阔叶木化学浆打浆采用柔软剂辅助打浆，用量为0.3公斤/吨绝干浆，柔软剂加入点为打浆机入口管道。打浆度控制为别为：NBKP42SR，LBKP 32SR。
漂白硫酸盐针叶木化学浆(NBKP)、漂白硫酸盐阔叶木化学浆(LBKP)以浆料重量配比分别为42％、58％进行配抄。混合后浆料调配成浓度3.4％，经浓浆筛，调料、冲浆、除砂除气、上浆、精筛、网部脱水成型、压榨、前干燥、涂布、后干燥、压光、卷取、打包而成。
上述涂布工段中，涂料配方如下：
表5本发明实施例4的涂料配方
组份 份数
涂布GCC(95级) 60
巴西瓷土 40
纳米硅胶 0.7
涂布淀粉 3.8
醋酸乙烯酯胶乳 8.0
CMC 0.10
润滑剂 0.4
经测得，所得产品定量70.2g/m2，光泽度42％，表面强度1.2m/s；平滑度1320s；白度83.6％ISO；纵向裂断长5190m；油墨吸收性51％。
由以上实施例可知，本发明制得的产品主要参数为定量60-80g/m2，光泽度30-50％，表面强度≥1.0m/s；平滑度≥1000s；白度83-85％ISO；纵向裂断长≥5000m；油墨吸收性40-60％。本发明实施例采用独特的轻量涂布技术以及独特的打浆技术，确保纸张良好的水墨吸收性、细腻性，以及柔软性，满足凹版印刷要求。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于造纸的涂料组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：
40-70份的涂布研磨碳酸钙；
30-60份的片状瓷土；
3-6份的涂布淀粉；
5-10份的醋酸乙烯酯胶乳；
0.2-1.2份的纳米硅胶；
0.3-0.7份的润滑剂；
0.05-0.3份的CMC。
2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物不含有抗水剂。
3.一种凹版轻涂纸，由抄造纸页双面经轻量涂布形成，定量为60-80g/m2；所述轻量涂布采用权利要求1或2所述的涂料组合物。
4.根据权利要求3所述的凹版轻涂纸，其特征在于，所述抄造纸页的纤维原料包括：30～50wt％漂白硫酸盐针叶木化学浆；50～70wt％漂白硫酸盐阔叶木化学浆。
5.根据权利要求4所述的凹版轻涂纸，其特征在于，所述抄造纸页的纤维原料打浆采用柔软剂辅助。
6.一种凹版轻涂纸的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将纤维原料进行配抄，得到抄造纸页；
S2、将所述抄造纸页双面进行轻量涂布、压光，得到凹版轻涂纸；所述轻量涂布采用权利要求1或2所述的涂料组合物。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述纤维原料为针叶木化学浆和阔叶木化学浆，并且采用柔软剂辅助打浆。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述配抄依次包括：配浆、打浆、调浆、除砂除气、上浆、精筛、网部脱水成型、压榨、干燥；所述配浆的重量比例为：漂白硫酸盐针叶木化学浆30～50％；漂白硫酸盐阔叶木化学浆50～70％。
9.根据权利要求6-8任一项所述的制造方法，其特征在于，所述凹版轻涂纸的定量为60-80g/m2；表面强度≥1.0m/s；平滑度≥1000s；油墨吸收性40-60％。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述凹版轻涂纸用于包装和/或出版领域的水性凹版印刷。
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