CN114875718B - 一种无毒无味的作业本纸张及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无毒无味的作业本纸张及其制备方法，包括纸芯部和配合纸芯部的外涂层，所述纸芯部包括内部的纸张片材和包覆在纸张片材外的短纤喷浆层，所述外涂层包括涂覆在短纤喷浆层外的底色层和设置在底色层上的印刷层；所述纸张片材中按重量比例计包括长纤纸浆纤维80～89％，短纤纸浆纤维3～7％，竹炭纤维5～10％和淀粉糊浆3～4％；所述短纤喷浆层按重量比例计包括短纤纸浆纤维91～95％和制浆助剂5～9％；所述底色层包括米胶5～25％，明矾与膨润土的混合物0.05～5％，小苏打0.1～6％，固色剂0.05～1％，水为余量；所述印刷层采用无毒墨水，本发明的优点在于纸芯部和外涂层均采用无毒性且无有毒挥发物的成分支撑，可以有效避免污染使用环境，从而避免了对学生健康的伤害。

Description

一种无毒无味的作业本纸张及其制备方法

技术领域

本发明涉及造纸领域，具体地说，是一种无毒无味的作业本纸张及其制备方法。

背景技术

中小学生作业本是学生在校期间完成学业的一种必需品，有部分作业本生产经营企业生产的作业本的质量存在纸张薄、易破损、耐折度差、只能单面书写等问题，有的作业本因为使用的油墨和纸张存在问题，给学生的身心健康带来影响。

其中，因印刷质量，特别是纸张材质和油墨材质对学生的身体健康和使用体验有着最直接的影响，劣质纸张里有毒有害助剂以及劣质油墨中的有害溶剂在作业本长期使用时会有VOC气体挥发至使用环境中，进而对周边环境造成VOC污染，而长期处于VOC污染的环境下，即便是浓度很低的VOC挥发环境，随着长期使用的时间的积累，有毒物质会在使用者体内富集，长此以往，会对使用者的身体造成不可逆的损伤。

为解决这一问题，我们需要一种能够避免出现VOC气体，可以保证无毒无味环保的作业本。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种无毒无味的作业本纸张及其制备方法。

技术方案：本发明所述一种无毒无味的作业本纸张，包括纸芯部和配合纸芯部的外涂层，所述纸芯部包括内部的纸张片材和包覆在纸张片材外的短纤喷浆层，所述外涂层包括涂覆在短纤喷浆层外的底色层和设置在底色层上的印刷层；

其中，所述纸张片材中按重量比例计包括长纤纸浆纤维80~89%，短纤纸浆纤维3~7%，竹炭纤维5~10%和淀粉糊浆3~4%；

所述短纤喷浆层按重量比例计包括短纤纸浆纤维91~95%和制浆助剂5~9%；

所述底色层包括米胶 5~25%，明矾与膨润土的混合物 0.05~5%，小苏打0.1~6%，固色剂0.05~1%，水为余量；

所述印刷层采用无毒墨水，所述无毒墨水包括水性无毒墨水，所述水性无毒墨水按重量组分计包括水性树脂基底25~30份，纳米碳化硅填料10~15份，颜料色浆25~35份，颜料助剂15~20份，增塑剂5~10份。

作为优选的，所述颜料助剂按重量组分计包括多聚赖氨酸防腐剂1.5~2份，纳米硅藻土6~8份，保湿剂6~8份，消泡剂1.5~2份。

作为优选的，所述制浆助剂包括鱼皮胶。

一种无毒无味的作业本纸张的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备纸张片材，将长纤纸浆纤维，短纤纸浆纤维，竹炭纤维和淀粉糊浆置于水环境中充分搅拌至混合均匀后送入造纸机，完成纸张片材的构造后使纸张片材在湿润状态下送出，随后短纤纸浆纤维和制浆助剂置于水环境中充分搅拌至混合均匀后制成短纤喷浆层原料，将短纤喷浆层原料对湿润状态下的纸张片材表面持续均匀喷射，使湿润状态下的纸张片材表面被短纤喷浆层原料均匀覆盖，喷浆的同时同步进行烘干作业，完成纸芯部成品的持续输出；

S2、制备底色层原料，取足量的水，将明矾与膨润土的混合物倒入水中充分搅拌得较为稳定的乳液状态，随后对上述乳液持续加热搅拌的同时加入米胶，随后继续加热，使水分蒸发至整体体系呈粘稠状，随后胶乳小苏打与固色剂，搅拌均匀，待整体体系呈可顺利搅拌的粘流态流体时停止加热；

S3、将S2中制得的底色层原料在纸张片材表面刷匀后，对其进行烘干作业，使底色层固化附着在纸张片材表面；

S4、制备水性无毒墨水，随后加水将水性无毒墨水稀释至所需浓度状态后通过印刷机将水性无毒墨水在底色层上印刷出所需的纹样，完成该作业本纸张的加工。

本发明相比于现有技术具有以下有益效果：（1）印刷层采用无毒墨水，规避掉了传统印刷品中最大的污染源，可以有效减少有毒挥发性物质的产生；

（2）纸芯部包括内部的纸张片材和包覆在纸张片材外的短纤喷浆层，其中，纸张片材的补强组分为天然的淀粉糊浆，无毒无污染，且可以在纸张片材内有效粘合长纤纸浆纤维、短纤纸浆纤维和竹炭纤维，提高了纸张片材整体的结构强度，且淀粉糊浆烘干后手感柔润，可以使制得的成品纸更具高级感，此外，纸张片材中添加了竹炭纤维，可以起到防潮、抗拒及提高纸张片材吸墨固色能力的效果；

（3）短纤喷浆层可以为纸张片材进行进一步补强，且可以提高纸张片材吸墨固色能力，使其在书写时行笔更为流畅；

（4）底色层中采用米胶、明矾与膨润土的混合物和小苏打作为主要功能组分，均为天然原料，不存在VOC释放，符合整体产品的环保要求。

具体实施方式

下面将对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

一种无毒无味的作业本纸张，包括纸芯部和配合纸芯部的外涂层，纸芯部包括内部的纸张片材和包覆在纸张片材外的短纤喷浆层，外涂层包括涂覆在短纤喷浆层外的底色层和设置在底色层上的印刷层；其中，纸张片材中按重量比例计包括长纤纸浆纤维80~89%，短纤纸浆纤维3~7%，竹炭纤维5~10%和淀粉糊浆3~4%；短纤喷浆层按重量比例计包括短纤纸浆纤维91~95%和制浆助剂5~9%；底色层包括米胶 5~25%，明矾与膨润土的混合物 0.05~5%，小苏打0.1~6%，固色剂0.05~1%，水为余量；印刷层采用无毒墨水。

这一技术方案的优点在于，印刷层采用无毒墨水，规避掉了传统印刷品中最大的污染源，可以有效减少有毒挥发性物质的产生；纸芯部包括内部的纸张片材和包覆在纸张片材外的短纤喷浆层，其中，纸张片材的补强组分为天然的淀粉糊浆，无毒无污染，且可以在纸张片材内有效粘合长纤纸浆纤维、短纤纸浆纤维和竹炭纤维，提高了纸张片材整体的结构强度，且淀粉糊浆烘干后手感柔润，可以使制得的成品纸更具高级感，此外，纸张片材中添加了竹炭纤维，可以起到防潮、抗拒及提高纸张片材吸墨固色能力的效果；短纤喷浆层可以为纸张片材进行进一步补强，且可以提高纸张片材吸墨固色能力，使其在书写时行笔更为流畅；底色层中采用米胶、明矾与膨润土的混合物和小苏打作为主要功能组分，均为天然原料，不存在VOC释放，符合整体产品的环保要求

具体的，无毒墨水包括水性无毒墨水，水性无毒墨水按重量组分计包括水性树脂基底25~30份，纳米碳化硅填料10~15份，颜料色浆25~35份，颜料助剂15~20份，增塑剂5~10份；颜料助剂按重量组分计包括多聚赖氨酸防腐剂1.5~2份，纳米硅藻土6~8份，保湿剂6~8份，消泡剂1.5~2份；制浆助剂包括鱼皮胶。

上文在具体实施时体现处的实施方式可见，水性无毒墨水中采用纳米碳化硅填料将颜料色浆固色在水性树脂基底，利用纳米碳化硅填料的物理性能进行固色，且其中主要的颜料助剂为多聚赖氨酸防腐剂和纳米硅藻土，均为天然助剂组分，无VOC排放，采用鱼皮胶制备制浆助剂也是同理。

实施例1：一种无毒无味的作业本纸张的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备纸张片材，将长纤纸浆纤维，短纤纸浆纤维，竹炭纤维和淀粉糊浆置于水环境中充分搅拌至混合均匀后送入造纸机，完成纸张片材的构造后使纸张片材在湿润状态下送出，随后短纤纸浆纤维和制浆助剂置于水环境中充分搅拌至混合均匀后制成短纤喷浆层原料，将短纤喷浆层原料对湿润状态下的纸张片材表面持续均匀喷射，使湿润状态下的纸张片材表面被短纤喷浆层原料均匀覆盖，喷浆的同时同步进行烘干作业，完成纸芯部成品的持续输出；

S2、制备底色层原料，取足量的水，将明矾与膨润土的混合物倒入水中充分搅拌得较为稳定的乳液状态，随后对上述乳液持续加热搅拌的同时加入米胶，随后继续加热，使水分蒸发至整体体系呈粘稠状，随后胶乳小苏打与固色剂，搅拌均匀，待整体体系呈可顺利搅拌的粘流态流体时停止加热；

S3、将S2中制得的底色层原料在纸张片材表面刷匀后，对其进行烘干作业，使底色层固化附着在纸张片材表面；

S4、制备水性无毒墨水，随后加水将水性无毒墨水稀释至所需浓度状态后通过印刷机将水性无毒墨水在底色层上印刷出所需的纹样，完成该作业本纸张的加工。

将实施例1制得的作业本纸张与按照国标QB/T1438-2007生产的作业本纸张进行对比，比较二者在同一环境下采用同一水性笔书写后墨迹干燥的时间、二者本体的断裂强度及二者放置在150℃老化箱内30min后的老化箱内VOC浓度，得到如下表格。

	实施例1	国标QB/T1438-2007
			墨迹干燥时间（s）	0.82	1.10
断裂强度（kN/m）	0.27	0.23
			VOC浓度（g/L）	28	51

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。 第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。

而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种无毒无味的作业本纸张，其特征在于：包括纸芯部和配合纸芯部的外涂层，所述纸芯部包括内部的纸张片材和包覆在纸张片材外的短纤喷浆层，所述外涂层包括涂覆在短纤喷浆层外的底色层和设置在底色层上的印刷层；

其中，所述纸张片材中按重量比例计包括长纤纸浆纤维80~89%，短纤纸浆纤维3~7%，竹炭纤维5~10%和淀粉糊浆3~4%；

所述短纤喷浆层按重量比例计包括短纤纸浆纤维91~95%和制浆助剂5~9%；

所述底色层包括米胶 5~25%，明矾与膨润土的混合物 0.05~5%，小苏打0.1~6%，固色剂0.05~1%，水为余量；

所述印刷层采用无毒墨水；所述无毒墨水包括水性无毒墨水，所述水性无毒墨水按重量组分计包括水性树脂基底25~30份，纳米碳化硅填料10~15份，颜料色浆25~35份，颜料助剂15~20份，增塑剂5~10份。

2.根据权利要求1所述的一种无毒无味的作业本纸张，其特征在于：所述颜料助剂按重量组分计包括多聚赖氨酸防腐剂1.5~2份，纳米硅藻土6~8份，保湿剂6~8份，消泡剂1.5~2份。

3.根据权利要求1所述的一种无毒无味的作业本纸张，其特征在于：所述制浆助剂包括鱼皮胶。

4.一种如权利要求1~3任意一项所述的一种无毒无味的作业本纸张的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、制备纸张片材，将长纤纸浆纤维，短纤纸浆纤维，竹炭纤维和淀粉糊浆置于水环境中充分搅拌至混合均匀后送入造纸机，完成纸张片材的构造后使纸张片材在湿润状态下送出，随后短纤纸浆纤维和制浆助剂置于水环境中充分搅拌至混合均匀后制成短纤喷浆层原料，将短纤喷浆层原料对湿润状态下的纸张片材表面持续均匀喷射，使湿润状态下的纸张片材表面被短纤喷浆层原料均匀覆盖，喷浆的同时同步进行烘干作业，完成纸芯部成品的持续输出；

S2、制备底色层原料，取足量的水，将明矾与膨润土的混合物倒入水中充分搅拌得较为稳定的乳液状态，随后对上述乳液持续加热搅拌的同时加入米胶，随后继续加热，使水分蒸发至整体体系呈粘稠状，随后胶乳小苏打与固色剂，搅拌均匀，待整体体系呈可顺利搅拌的粘流态流体时停止加热；

S3、将S2中制得的底色层原料在纸张片材表面刷匀后，对其进行烘干作业，使底色层固化附着在纸张片材表面；

S4、制备水性无毒墨水，随后加水将水性无毒墨水稀释至所需浓度状态后通过印刷机将水性无毒墨水在底色层上印刷出所需的纹样，完成该作业本纸张的加工。