CN103526630B

CN103526630B - 高表面强度胶版印刷纸的抄造方法及其产品

Info

Publication number: CN103526630B
Application number: CN201310542485.2A
Authority: CN
Inventors: 张战军; 王成海; 孙俊民; 彭建军; 宋宝祥; 张权; 魏晓芬; 陈铃华; 高志军; 陈杨; 沈臻煌; 陈雪梅
Original assignee: High Aluminum Coal Resources Development and Utilization R&D Center of Datang International Power Generation Co Ltd
Current assignee: Datang Tongzhou Technology Co Ltd
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2033-11-05
Also published as: CN103526630A

Abstract

本发明公开了一种高表面强度胶版印刷纸的抄造方法及其产品，其抄造方法包括以下步骤：（1）将多孔硅酸钙与混合木浆纤维混合打浆，得到混合浆料；（2）向混合浆料中依次加入助留助滤剂A、施胶剂、助留助滤剂B，搅拌均匀，得到抄纸浆料；（3）将抄纸浆料抄纸、压榨、干燥，得到原纸；（4）用表面施胶剂对原纸进行表面施胶，得到胶版印刷纸。本发明以多孔硅酸钙作为造纸填料，在抄造过程中采用了纸浆/填料中高浓混合打浆、CS/CPAM双元助留及改进表面施胶剂配方等措施，不仅提高填料留着率也有效提高纸张强度，显著改善了纸张的抗水性、抗油性、纸页表面强度和抗张强度等性能指标。

Description

高表面强度胶版印刷纸的抄造方法及其产品

技术领域

本发明涉及加填纸张及其抄造方法，特别涉及多孔硅酸钙加填的高表面强度胶版印刷纸及其抄造方法，属于胶版印刷纸的抄造领域。

背景技术

随着出版业的发展，胶版印刷纸的需求日益增多。由于胶版印刷具有印刷品色调柔和、制版成本低、可制作大幅面图版、印刷网点线条精细等特点，所以近年来胶版印刷纸得到了较大的发展。

造纸填料是纸料中除纤维之外占比最大的组分，通过加填可以降低纸张生产成本，提高纸页匀度、不透明度和白度，还可调整纸张对油墨的吸收性，增加纸张的适印性等。常规的造纸填料（如碳酸钙、滑石粉、高岭土等）在使用过程中，由于填料自身密度较大，在与植物纤维混合后很容易快速沉降至底部，造成填料留着率低，加上填料粒度远小于纤维，其自身的留着性也大大影响填料的应用效果，有待改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高表面强度胶版印刷纸的抄造方法，该方法利用多孔硅酸钙作为造纸填料抄造胶版印刷纸，充分发挥多孔硅酸钙的特殊性能，降低造纸成本，拓展硅酸钙的应用领域。

本发明的主要目的是通过以下技术方案来实现的

一种高表面强度胶版印刷纸的抄造方法，包括以下步骤：

（1）将多孔硅酸钙与混合木浆纤维混合打浆，得到混合浆料；

（2）向混合浆料中依次加入助留助滤剂A、施胶剂、助留助滤剂B，搅拌均匀，得到抄纸浆料；

（3）将抄纸浆料抄纸、压榨、干燥，得到原纸；

（4）用表面施胶剂对原纸表面施胶，得到胶版印刷纸。

本发明中所述的多孔硅酸钙是从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙，其理化性能包括：白度≥80%，粒径为1～30μm，烧失量8～15%（875℃），磨耗度为1～10（mg/2000次）；所述的混合木浆纤维的质量配比为：针叶木浆:阔叶木浆=3:7。

为了达到更好的技术效果，本发明将孔硅酸钙按绝干混合木浆纤维质量的25～55%加入到混合木浆纤维中调节浆料浓度为10～25%，在磨浆机或PFI磨中进行中高浓混合打浆，直至得到打浆度为45～50°SR的混合浆料。

所述的助留助滤剂A优选为阳离子淀粉，按每吨纸1～20kg的添加量加入；所述的施胶剂优选为烷基烯酮二聚体（AlkylKeteneDimer，AKD），按每吨纸0.5～5kg的添加量加入；所述的助留助滤剂B优选为聚丙烯酰胺，按每吨纸0.1～0.5kg的添加量加入。

步骤（4）中所述的表面施胶剂由淀粉、聚乙烯醇、AKD和水混合在一起组成；为了达到更好的效果，按质量百分比计，表面施胶剂中各组分的用量优选为：淀粉1.5～2.5%，AKD0.003～0.05%，聚乙烯醇0.5～1.5%，余量是水。

其中，所述的淀粉可以是植物原淀粉（例如马铃薯粉、红薯粉等各种植物原淀粉）（可行）、氧化淀粉或阳离子淀粉；本发明中所述的氧化淀粉或阳离子淀粉可通过商业途径购买得到；也可自行制备氧化淀粉，例如：以红薯淀粉为原料制备氧化淀粉（氧化羧甲基淀粉钠），的方法包括：氧化剂为30％的过氧化氢、碱化剂为氧氢化钠、醚化剂为一氯乙酸、溶剂为无水乙醇；将氧化反应、碱化反应和醚化反应在同一个反应器内同时进行。

阳离子淀粉是在淀粉大分子中引入叔氨基或季铵基，赋予淀粉阳离子特性。阳离子淀粉主要有两种：一种是淀粉叔氨基烷基醚；另一种是季铵淀粉醚。阳离子淀粉在市场上均能购买得到。

多孔硅酸钙在中碱性或酸性条件下，对植物纤维都有较强的结合力，自身留着率显著高于目前常用的碳酸钙等造纸填料；本发明利用多孔硅酸钙作造纸填料抄造胶版印刷纸，充分发挥多孔硅酸钙的特殊性能，降低造纸成本，拓展硅酸钙的应用领域。与常规的造纸填料相比，多孔硅酸钙粒径较大，抄纸成型过程中机械截留效果显著；多孔硅酸钙密度较小，在抄造过程中沉降较慢，滤饼较厚，有利于机械截留；多孔硅酸钙Zeta电位呈负电性，阳离子助留剂作用于浆料体系中纤维和填料粒子的负电性表面，通过架桥作用使浆料产生絮聚，有利于填料的留着。此外，多孔硅酸钙较低的磨耗可降低无机填料对造纸装备的磨损，有利于其在高速造纸机上的使用。而且，硅酸钙以电厂废弃的粉煤灰为原料生产，对保护生态环境和资源高效利用具有深远意义。

针对采用多孔硅酸钙作为造纸填料，本发明主要通过采取以下三种措施来达到提高填料留着率与提高纸张强度的统一：

（1）调整打浆工艺，将多孔硅酸钙填料与混合木浆纤维在中高浓条件下混合打浆得到浆料；本发明通过采用调整打浆工艺的方式，将填料与纸浆在中高浓条件下混合打浆，能使硅酸钙表面存在的硅氧基和硅醇基官能团更容易与植物纤维的氢键结合形成稳定的化学键，不仅提高填料留着率，而且成纸质量好。

（2）在浆料内使用AKD，采用双元助留方式，提高AKD在纸中的留着率，增加纸的强度和留着率，并使其具有较好的抗水性；

（3）本发明为了提高硅酸钙加填纸页的抗水性、抗油性、减少印刷中掉毛掉粉的现象，本发明在表面施胶工序中配方加入了具有一定成膜性、抗水性、抗油性的胶黏剂聚乙烯醇和AKD中性施胶剂，提高纸的表面强度。聚乙烯醇粘着力强，用量可以减少，但聚乙烯醇向纸内渗透性强，而淀粉可以阻止聚乙烯醇对纸的渗透，因此将聚乙烯醇与淀粉进行混合施用；表面施胶中应用AKD，不仅能够降低浆料中AKD用量，提高成纸施胶度，而且能够减小施胶两面差。本发明所采用的表面施胶对纸页表面强度和抗张强度都具有较好的增强效果。

本发明以多孔硅酸钙作为造纸填料，在抄造过程中采用了纸浆/填料中高浓混合打浆、CS/CPAM双元助留及改进表面施胶剂配方等措施，达到提高填料留着率与提高纸张强度的统一，有效提高了纸张的抗水性、抗油性、纸页表面强度和抗张强度，所制备的抄造高表面强度胶版印刷纸成纸关键物理指标达到QB/T1012-2010优等品水平。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，这些实施例仅是范例性的，本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实验材料

1、多孔硅酸钙：从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙，其理化性能为：白度≥80%，粒径为1～30μm，烧失量8～15%（875℃），磨耗度为1～10（mg/2000次）。

2、混合木浆纤维的组成：针叶木浆:阔叶木浆=3:7（w/w）。

实施例1胶版印刷纸的制备

1、表面施胶剂的制备：

（1）按质量百分含量计称取以下各组分：氧化淀粉2.0%，聚乙烯醇1.0%，AKD0.01%，其余为水；（2）将各组分在水中充分混合搅拌均匀，即得。

2、胶版印刷纸的制备

1）将相对于绝干混合木浆纤维质量百分比为55%的多孔硅酸钙加入到混合木浆纤维中混合，调节浆料浓度为10%，在磨浆机或PFI磨中处理，直至得到打浆度为48°SR的混合浆料；

2）向步骤1）得到的混合浆料中依次加入阳离子淀粉、AKD和聚丙酰胺，阳离子淀粉添加量为15kg/吨纸，AKD添加量为2kg/吨纸，聚丙酰胺添加量为0.3kg/吨纸；

3）用步骤2）中所配的浆料抄纸、压榨、干燥，得到原纸；

4）用表面施胶剂对原纸表面施胶，得到胶版印刷纸；

实施例2胶版印刷纸的制备

1、表面施胶剂的制备：

（1）按质量百分含量计称取以下各组分：马铃薯淀粉2.5%，聚乙烯醇0.5%，AKD0.01%，其余为水；（2）将各组分在水中充分混合搅拌均匀，即得。

2、胶版印刷纸的制备

1）将相对于绝干纤维质量百分比为25%的多孔硅酸钙加入到木浆纤维中混合，调节浆料浓度为15%，在磨浆机或PFI磨中处理，直至得到打浆度为48°SR的混合浆料。

2）向步骤1）得到的混合浆料中依次加入阳离子淀粉、AKD和聚丙酰胺，阳离子淀粉添加量为10kg/吨纸，AKD添加量为0.5kg/吨纸，聚丙酰胺添加量为0.5kg/吨纸。

3）用步骤2）中所配的浆料抄纸、压榨、干燥，得到原纸；

4）用表面施胶剂对原纸表面施胶，得到胶版印刷纸。

实施例3胶版印刷纸的制备

1、表面施胶剂的制备：

（1）按质量百分含量计称取以下各组分：阳离子淀粉1.5%，聚乙烯醇0.5%，AKD0.003%，其余为水；（2）将各组分在水中充分混合搅拌均匀，即得。

2、胶版印刷纸的制备

1）将相对于绝干纤维质量百分比为35%的多孔硅酸钙加入到木浆纤维中混合，调节浆料浓度为25%，在磨浆机或PFI磨中处理，直至得到打浆度为50°SR的混合浆料。

2）向步骤1）得到的混合浆料中依次加入阳离子淀粉、AKD和聚丙酰胺，阳离子淀粉添加量为1kg/吨纸，AKD添加量为0.5kg/吨纸，聚丙酰胺添加量为0.1kg/吨纸。

3）用步骤2）中所配的浆料抄纸、压榨、干燥，得到原纸；

4）用表面施胶剂对原纸表面施胶，得到胶版印刷纸。

实施例4胶版印刷纸的制备

1、表面施胶剂的制备

（1）按质量百分含量计称取以下各组分：红薯淀粉2.5%，聚乙烯醇1.5%，AKD0.05%，其余为水；（2）将各组分在水中充分混合搅拌均匀，即得。

2、胶版印刷纸的制备

1）将相对于绝干纤维质量百分比为40%的多孔硅酸钙加入到木浆纤维中混合，调节浆料浓度为10%，在磨浆机或PFI磨中处理，直至得到打浆度为45°SR的混合浆料。

2）向步骤1）得到的混合浆料中依次加入阳离子淀粉、AKD和聚丙酰胺，阳离子淀粉添加量为20kg/吨纸，AKD添加量为5kg/吨纸，聚丙酰胺添加量为0.5kg/吨纸。

3）用步骤2）中所配的浆料抄纸、压榨、干燥，得到原纸；

4）用表面施胶剂对原纸表面施胶，得到胶版印刷纸。

实验例1本发明所制备的胶版印刷纸的各项性能检测实验

1、供试材料：实施例1-4所制备的胶版印刷纸；

2、检测方法：纸张定量、不透明度、吸水性、抗张指数和表面强度的测试方法分别参照GB/T451.2-2002、GB/T1543-2005、GB/T1540-2002、GB/T12914-2008以及GB/T22365-2008。

3、检测结果

检测结果见表1。从表1可知，采用多孔硅酸钙作造纸填料抄造胶版印刷纸成纸关键物理指标达到QB/T1012-2010优等品水平，其中印刷表面强度达到2.5m/s，明显高于标准要求的1.5m/s。

表1胶版印刷纸的各项性能检测结果

Claims

1.一种高表面强度胶版印刷纸的抄造方法，包括以下步骤：

(1)将多孔硅酸钙与混合木浆纤维混合打浆，得到混合浆料；

(2)向混合浆料中依次加入助留助滤剂A、施胶剂、助留助滤剂B，搅拌均匀，得到抄纸浆料；

(3)将抄纸浆料抄纸、压榨、干燥，得到原纸；

(4)用表面施胶剂对原纸表面施胶，得到胶版印刷纸；

其中，所述的多孔硅酸钙的理化性能包括：白度≥80％，粒径为1～30μm，875℃温度下烧失量8～15％，磨耗度为1～10mg/2000次；

所述的混合木浆纤维的质量配比为：针叶木浆:阔叶木浆＝3:7；

多孔硅酸钙按绝干混合纤维质量的25～55％加入到混合木浆纤维中，调节浆料浓度为10～25％进行中高浓混合打浆，直至得到打浆度为45～50°SR的混合浆料；

所述的助留助滤剂A为阳离子淀粉；所述的施胶剂为烷基烯酮二聚体；所述的助留助滤剂B为聚丙烯酰胺；按每吨纸1～20kg的添加量加入助留助滤剂A；按每吨纸0.5～5kg的添加量加入施胶剂；按每吨纸0.1～0.5kg的添加量加入助留助滤剂B；

步骤(4)中所述的表面施胶剂由淀粉、聚乙烯醇、AKD和水混合在一起组成；按质量百分比计，各组分的用量为：淀粉1.5～2.5％，AKD0.003～0.05％，聚乙烯醇0.5～1.5％，余量是水。

2.按照权利要求1所述的抄造方法，其特征在于：所述的多孔硅酸钙是从粉煤灰中提取的多孔硅酸钙。

3.按照权利要求1-2任何一项所述的抄造方法得到的产品。