CN117364530A - 一种耐晒度生物质纸张及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐晒度生物质纸张及其制备方法，属于功能性纸张技术领域。一种耐晒度生物质纸张，其特征在于：包括原纸、耐晒生物质材料、PET膜，PET膜上设有由能模压出镭射效果的涂料涂布形成的涂层，涂层上烫印有镭射信息。耐晒度生物质纸张的制备方法包括将待加工原纸取出干燥备用；称取定量的耐晒生物质材料备用，并准备定量的PET膜；用涂布机把能够模压出镭射效果的涂料均匀涂布于PET膜的表面，形成涂层等步骤。本发明制成的耐晒度生物质纸张，能够增强纸张对于外界的物理刺激的抵抗作用，提高了纸张的防晒性能，改善纸张的紫外屏蔽性能，增强了其在烟用包装纸印刷的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及功能性纸张技术领域，具体涉及一种耐晒度生物质纸张及其制备方法。
背景技术
纸张作为油墨的承印物，其成分对油墨的成色效果有较大的影响。普通纸张是由纤维、填料、胶料和色料(增白)等混合而成。而普通纸张经过表面涂布、膜压、镀铝、上色等加工工艺处理之后制成的，在使用过程中易被水解和氧化，随着时间的推移和各种因素的影响，纸张出现了老化、发黄、霉化、脆化、缺失、字迹模糊扩散等不可逆变化，导致纸张发黄、脆化，从而使纸张机械性能大幅下降。
纸张长时间暴露于光下或经太阳暴晒后会发生某种程度的光老化，其老化程度与光线的波长有关，其中紫外线的照射是纸质材料光致老化的主要危害之一，波长在200～400nm左右的近紫外区紫外线的能量较高，当长时间对纸张进行照射时，会加快纸张纤维碳-碳饱和键的裂解。此外纤维素分子中的羰基、缩醛基、羧基等基团也会吸收一定的紫外线，使纤维分子分解成单糖，当纸张长时间暴露于紫外光下，会加快纸张纤维基团的化学反应速率；同时，由于光线的照射，纤维分子会发生光氧化反应，使其聚合程度降低，从而影响纸张的力学性能，使纸张漂白、变黄或变暗，还导致纸张强度的降低。
基于上述情况，本发明提出了一种耐晒度生物质纸张及其制备方法，可有效解决以上问题。
发明内容
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明的目的在于提供一种耐晒度生物质纸张及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种耐晒度生物质纸张，包括原纸、耐晒生物质材料、PET膜，PET膜上设有由能模压出镭射效果的涂料涂布形成的涂层，涂层上烫印有镭射信息。
具体地，所述的耐晒生物质材料由以下质量百分比的原料组成：61％～65％合成氟金云母、35％～39％二氧化钛、0％～1％二氧化锡。
优选地，所述的耐晒生物质材料以天然贝壳为原材料，经过轮碾、水解包覆、高温煅烧的工序制备而成。
优选地，所述的耐晒生物质材料为无味、明亮光泽金丝猴反射色的白色粉末，粒径为10～45μm。
优选地，所述的耐晒生物质材料的pH值为7～11，密度值为2.8～3.4g/cm3。
优选地，所述的原纸为3层纤维结构，纤维结构使用的纤维原料均为纯木浆。
一种耐晒度生物质纸张的制备方法，包括如下以下步骤：
步骤一：将待加工原纸取出干燥备用；
步骤二：称取定量的耐晒生物质材料备用，并准备定量的PET膜；
步骤三：用涂布机把能够模压出镭射效果的涂料均匀涂布于PET膜的表面，形成涂层；
步骤四：将模压版加热到指定的温度，PET薄膜上的镭射涂料在高温状态下将模压版上的镭射信息烫印到步骤三形成的涂层上；
步骤五：采用真空镀设备将步骤二称取的耐晒生物质材料镀在步骤四得到的产品上方；
步骤六：将待加工原纸取出并涂布上胶水，使待加工原纸和步骤五得到产品中耐晒生物质材料一面贴合在一起，室温悬挂干燥；
步骤七：干燥完成后，取出备用。
优选地，所述的胶水采用高光胶。
本发明的有益效果是：
1、本发明中耐晒生物质材料中的二氧化钛因其优异的紫外屏蔽性及表面活性，在材料的性能改善方面被广泛应用，合成氟金云母的引入可显著提高纸基材料的绝缘、耐高温及抗紫外性能。二氧化钛对紫外光有很强的吸收性，并将吸收的紫外光转变为电磁波散射出去。二氧化钛优良的紫外屏蔽作用有效阻止了紫外光对纸基材料中具有粘结包覆作用沉析的破坏，因而其各力学性能并无显著损失，具有独特的应用前景，值得推广。
2、本发明中耐晒生物质材料加固纸张的方法，通过将生物质材料采用涂布的方法施加于纸张表面，起到纸张加固效果。生物质材料中的二氧化钛不仅能够使纸张纤维增粗、纤维结合力增加，进而增强纸张强度，还能够起到增韧、抗老化等效果。
3、本发明中所述的耐晒度生物质纸张精选优质的原料和先进的涂布工艺使得纸张具有优异的表面性能，高平滑度和高亮度凸现优良的图文再现能力，使印刷色彩更加丰富饱满。采用本发明耐晒度生物质纸张生产出来的纸张的油墨印刷适性是良好的，印刷色彩饱满且鲜艳丰富适中的油墨吸收性能可以保证在印刷过程中减少油墨消耗并得到较高的印刷光泽。
4、本发明原材料为天然的海贝壳，在国内充足，价格适宜，使其规模化生产没有太高的成本限制；同时，制备方法简单，总体生产成本不高，应用范围广，通用性强，使用价值较高，有利于工业的大规模生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
实施例1：一种耐晒度生物质纸张，包括原纸、耐晒生物质材料、PET膜，PET膜上设有由能模压出镭射效果的涂料涂布形成的涂层，涂层上烫印有镭射信息。镭射信息是实际情况下需要印在耐晒度生物质纸张上的信息。
进一步地，所述的耐晒生物质材料由以下质量百分比的原料组成：61％～65％合成氟金云母、35％～39％二氧化钛、0％～1％二氧化锡。
进一步地，所述的耐晒生物质材料以天然贝壳为原材料，经过轮碾、水解包覆、高温煅烧的工序制备而成。所述的耐晒生物质材料经过特殊专用研磨设备加工精细化的分级，取得最佳径厚比的原料颗粒，粒径、色泽、水悬浮液pH值、吸油值等多项检测，保证工业级材料品质的高度、光感的维度、色谱的广度、应用的宽度，通过多种专业设备的检测，保证产品品质及稳定性。
进一步地，所述的耐晒生物质材料为无味、明亮光泽金丝猴反射色的白色粉末，粒径为10～45μm。
进一步地，所述的生物质材料的pH值为7～11(10％水悬浮液)，密度值为2.8～3.4g/cm3。
所述的耐晒生物质材料具有不自燃、不可溶、不导电等良好的物理性质和常温下耐酸、耐碱等优异的化学稳定性。所述的耐晒生物质材料主要成分是二氧化钛和合成氟金云母。二氧化钛是目前应用最为广泛的物理防晒掺配剂，合成氟金云母的引入可显著提高纸基材料的绝缘及抗紫外性能，二者的有机统一使得纸基材料的防晒性能大大提升。
进一步地，所述的原纸为3层纤维结构，纤维结构使用的纤维原料均为纯木浆，不含有回收纤维，采用先进的工艺配方，长短纤维均匀合理搭配，此类原纸可以广泛应用于各类印刷表面处理工艺中。
一种耐晒度生物质纸张的制备方法，包括如下以下步骤：
步骤一：将待加工原纸取出干燥备用；
步骤二：称取定量的耐晒生物质材料备用，并准备定量的PET膜；
步骤三：用涂布机把能够模压出镭射效果的涂料均匀涂布于PET膜的表面，形成涂层，使耐晒度生物质纸张呈现出金属立体感，并具有独特的美感，并提升了耐晒度生物质纸张的使用范围；
步骤四：将模压版加热到指定的温度，PET薄膜上的镭射涂料在高温状态下将模压版上的镭射信息烫印到步骤三形成的涂层上，最终形成镭射炫彩效果；
步骤五：采用真空镀设备将步骤二称取的耐晒生物质材料镀在步骤四得到的产品上方，镀上耐晒生物质材料主要是提升了耐晒度生物质纸张的整体耐晒性和紫外屏蔽能力，这样加工出来的纸张即满足了人对外观美的追求，又增加了纸张的使用价值和意义，提高了耐晒度生物质纸张的印刷适性；
步骤六：将待加工原纸取出并涂布上胶水，使待加工原纸和步骤五得到产品中耐晒生物质材料一面贴合在一起，室温悬挂干燥；
步骤七：干燥完成后，取出备用。
进一步地，所述的胶水采用高光胶，目的是提升纸张的光泽度、亮度和明度，提高纸张整体的美观性和观赏性，产品的耐光性能优异，之后将加工好的生物介质纸张室温悬挂干燥。
下面通过具体的性能测试来说明本发明制成的耐晒度生物质纸张的效果。
基本参数的测量：取出一张采用本发明的方法加工完成的耐晒度生物质纸张，通过纸张取样器获得大小为100cm2的纸张样品，对该纸张样品采用平滑度仪、水分测定仪、分析天平、测厚仪等纸张检测仪器分别测定该样品的基本参数。
具体见下表1所示。
表1：耐晒度生物质纸张的基本参数
耐晒性测试：将涂布加工后的生物介质纸试样平衡30min，裁切成规格为60mm×200mm，采用耐光疲劳性检测设备对一种耐晒度生物质纸张的耐晒性进行测试，观察其色移及色彩掉落情况。并以色差仪对一种耐晒度生物质纸张老化后的结果用数据客观地表征出来。
测试结果见表2-5。
表2：耐晒度生物质纸张初始状态颜色质量测试数据
表3：耐晒度生物质纸张老化24小时颜色质量测试数据
| 试样编号 | L | a | b | △L | △a | △b | △E*ab |
| 1 | 90.47 | 0.25 | 5.44 | -0.92 | 0.85 | 0.24 | 1.275 |
| 2 | 90.34 | 0.29 | 5.46 | -1.07 | 0.9 | 0.31 | 1.432 |
| 3 | 90.36 | 0.27 | 5.38 | -1.18 | 0.85 | 0.31 | 1.487 |
| 4 | 90.54 | 0.2 | 5.37 | -0.78 | 0.75 | 0.28 | 1.118 |
| 平均值 | 90.428 | 0.253 | 5.413 | -0.988 | 0.838 | 0.285 | 1.328 |
| 最大值 | 90.54 | 0.29 | 5.46 | -0.78 | 0.9 | 0.31 | 1.487 |
| 最小值 | 90.34 | 0.2 | 5.37 | -1.18 | 0.75 | 0.24 | 1.118 |
| 标准偏差 | 0.094 | 0.039 | 0.044 | 0.175 | 0.063 | 0.033 | 0.166 |
| 变异系数 | 0.001 | 0.153 | 0.008 | -0.177 | 0.075 | 0.116 | 0.125 |
表4：耐晒度生物质纸张老化48小时颜色质量测试数据
| 试样编号 | L | a | b | △L | △a | △b | △E*ab |
| 1 | 89.78 | 0.48 | 6.55 | -1.61 | 1.08 | 1.35 | 2.362 |
| 2 | 89.82 | 0.44 | 6.26 | -1.59 | 1.05 | 1.11 | 2.205 |
| 3 | 90.02 | 0.35 | 6.38 | -1.52 | 0.93 | 1.31 | 2.212 |
| 4 | 89.93 | 0.34 | 6.42 | -1.39 | 0.89 | 1.33 | 2.120 |
| 平均值 | 89.888 | 0.403 | 6.403 | -1.528 | 0.988 | 1.275 | 2.225 |
| 最大值 | 90.02 | 0.48 | 6.55 | -1.39 | 1.08 | 1.35 | 2.362 |
| 最小值 | 89.78 | 0.34 | 6.26 | -1.61 | 0.89 | 1.11 | 2.12 |
| 标准偏差 | 0.109 | 0.069 | 0.120 | 0.099 | 0.092 | 0.111 | 0.101 |
| 变异系数 | 0.001 | 0.170 | 0.019 | -0.065 | 0.093 | 0.087 | 0.045 |
表5：耐晒度生物质纸张老化72小时颜色质量测试数据
| 试样编号 | L | a | b | △L | △a | △b | △E*ab |
| 1 | 89.5 | 0.49 | 7.09 | -1.89 | 1.09 | 1.89 | 2.887 |
| 2 | 89.72 | 0.43 | 7.1 | -1.69 | 1.04 | 1.95 | 2.782 |
| 3 | 89.6 | 0.53 | 7.13 | -1.94 | 1.11 | 2.06 | 3.040 |
| 4 | 89.57 | 0.41 | 6.97 | -1.75 | 0.96 | 1.88 | 2.742 |
| 平均值 | 89.598 | 0.465 | 7.073 | -1.818 | 1.05 | 1.945 | 2.863 |
| 最大值 | 89.72 | 0.53 | 7.13 | -1.69 | 1.11 | 2.06 | 3.04 |
| 最小值 | 89.5 | 0.41 | 6.97 | -1.94 | 0.96 | 1.88 | 2.742 |
| 标准偏差 | 0.092 | 0.055 | 0.070 | 0.117 | 0.067 | 0.083 | 0.133 |
| 变异系数 | 0.001 | 0.118 | 0.010 | -0.064 | 0.064 | 0.043 | 0.046 |
其中，L是亮度，a是红度，b是黄度，ΔL表示老化后亮度变化量，Δa表示红度变化量，Δb表示黄度变化量。ΔL为正值，表示试样比标样偏白(欠黑)或者色浅，负值表示试样比标样偏黑或者色深(油墨色浓度高或如果Δa为正值，表示试样比标样偏红，负值表示试样比标样偏绿(欠红)；如果Δb为正值，表示试样比标样偏黄，负值表示试样比标样偏蓝(欠黄)。
烟用包装纸对印刷质量要求比较高，当印刷品与标准样品的色差超过3个色差单位时，便可以作为不合格品处理。由表2-5的测试结果可以看出：耐晒度生物质纸张经过72小时的光加速老化，色差值△E*ab小于3，表征出耐晒度生物质纸张具有较好的耐晒性能，以及良好的紫外屏蔽能力。从光加速老化之后取样的产品经过目测，也没有很明显的色差变化。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种耐晒度生物质纸张，其特征在于：包括原纸、耐晒生物质材料、PET膜，PET膜上设有由能模压出镭射效果的涂料涂布形成的涂层，涂层上烫印有镭射信息。
2.根据权利要求1所述的一种耐晒度生物质纸张，其特征在于：所述的耐晒生物质材料由以下质量百分比的原料组成：61％～65％合成氟金云母、35％～39％二氧化钛、0％～1％二氧化锡。
3.根据权利要求2所述的一种耐晒度生物质纸张，其特征在于：所述的耐晒生物质材料以天然贝壳为原材料，经过轮碾、水解包覆、高温煅烧的工序制备而成。
4.根据权利要求2所述的一种耐晒度生物质纸张，其特征在于：所述的耐晒生物质材料为无味、明亮光泽金丝猴反射色的白色粉末，粒径为10～45μm。
5.根据权利要求1所述的一种耐晒度生物质纸张，其特征在于：所述的耐晒生物质材料的pH值为7～11，密度值为2.8～3.4g/cm3。
6.根据权利要求1所述的一种耐晒度生物质纸张，其特征在于：所述的原纸为3层纤维结构，纤维结构使用的纤维原料均为纯木浆。
7.一种耐晒度生物质纸张的制备方法，其特征在于：包括如下以下步骤：
步骤一：将待加工原纸取出干燥备用；
步骤二：称取定量的耐晒生物质材料备用，并准备定量的PET膜；
步骤三：用涂布机把能够模压出镭射效果的涂料均匀涂布于PET膜的表面，形成涂层；
步骤四：将模压版加热到指定的温度，PET薄膜上的镭射涂料在高温状态下将模压版上的镭射信息烫印到步骤三形成的涂层上；
步骤五：采用真空镀设备将步骤二称取的耐晒生物质材料镀在步骤四得到的产品上方；
步骤六：将待加工原纸取出并涂布上胶水，使待加工原纸和步骤五得到产品中耐晒生物质材料一面贴合在一起，室温悬挂干燥；
步骤七：干燥完成后，取出备用。
8.根据权利要求7所述的一种耐晒度生物质纸张的制备方法，其特征在于：所述的胶水采用高光胶。
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