专利名称：纸张表面施胶液的制作方法
技术领域：
本发明与适用于在纸张，特别适用于在钞票纸表面施胶的纸张表面施胶液有关。
背景技术：
对纸张进行施胶可以减少纸张对水的吸收，有利于提高纸张的平滑度和印刷适应性等，目前使用的表面施胶液由聚乙烯醇(简称PVA)、抗水剂改性三聚氰胺甲醛树脂(简称MF树脂)及增塑剂、甘油等组成。PVA具有优良的抗张强度和成膜性，它可以渗入纸纤维间隙，并在表面形成疏水层或透明的覆膜。覆膜强度高，有韧性，粘接力强，耐磨等。PVA用作表面施胶剂，用来提高纸张耐有机物性能及提高撕裂度与耐折强度。甘油是PVA成膜最广泛使用的增塑剂。其稳定性较强且不易被有机溶剂萃取，并可与醇解后的PVA以适当比例混溶，其单位质量增塑效率较高。纸张中加入适量的甘油和抗水剂是为了降低PVA薄膜的吸湿性。抗水剂树脂MF的代表结构为 改性MF树脂是通过加甲氧基(CH3O-)以及羟甲基(-CH2OH)与PVA(或甘油)中的羟基反应脱水或甲醇(CH3OH)而形成醚(C-O-C)键，从而封闭PVA及甘油中的羟基和产生抗水性。
使用改性MF树脂时游离甲醛对环境的污染威胁到生产人员的健康。这是由于生产该抗水剂时，必须加入过量甲醛才能得到三羟甲基三聚氰铵，而过量的甲醛很难除净，所以使产物中游离甲醛量＞2.0％，远超过国家排放标准，对环境造成较大污染。
在执行施胶工艺时，刚制备的施胶液清澈透明，但随施胶时间增加，胶液颜色逐渐变深并出现浑浊。而施胶槽底还常常出现冻状物及砂状物，有时还生成凝胶，将滤胶孔堵塞，给连续生产造成困难。通过试验(见表1)，含有改性MF树脂的胶液在pH＝7时，65℃保温8小时时无凝胶现象，而在pH＝5.5～6时，胶液在65℃即发生凝胶现象；不含改性MF树脂的胶液pH值为5.5～6小时，65℃保温相同时间无凝胶现象。
表1酸度、温度对施胶液稳定性的影响 注水浴恒温加热时间为4h。
从以上结果证实，胶液稳定性降低主要是胶液的pH值降低引起的。究其所以，发现施胶液pH改变的原因为纸张引起，如钞票纸的生产属于酸性造纸，原纸(未施胶纸)纸张的pH值在4.5左右，在钞票纸进行表面施胶时，浸入施胶液的酸性纸张不可避免地造成胶液的pH值降低，致使胶液呈弱酸性(经生产检测，施胶后纸张pH为5.5左右，胶液使用约3h后pH值即从7.2降为5～6)。
综上所述，施胶液产生凝胶现象乃至出现冻状物等，主要原因为纸张在施胶时降低了施胶液的pH值，造成了抗水剂(改性MF树脂)自身的缩聚或与施胶剂发生缩聚。上述试验同时证明，温度增高也会促使上述缩聚反应发生。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种稳定性高，施胶时不产生缩聚、凝胶现象，大幅度降低纸张表面施胶过程中甲醛的排放，不影响纸张的综合品质的纸张表面施胶液。
本发明的目的是这样来实现的本发明纸张表面施胶液，按重量份由下列组分组成聚乙烯醇 120～170甘油 25～50二羟甲基二羟基乙烯脲树脂 15～25水适量。
上述的纸张表面施胶液，按重量份由下列组分组成聚乙烯醇 150甘油 37.5二羟甲基二羟基乙烯脉树脂 20水适量。
施胶效果佳。
上述的纸张表面施胶液，采用聚合度1000，醇解度＞99％的1099聚乙烯醇，也可采用1799等其它型号的聚乙烯醇。
本发明中二羟甲基二羟基乙烯脲树脂(简称抗水剂DW)，其游离甲醛含量极低(≤0.15％)，pH值为6±1。其结构式如下 上述抗水剂DW由两步合成第一步尿素与乙二醛在酸性条件下反应，胺基与醛羰基发生亲核加成，关环生成环状脲的衍生物二羟基乙烯脲。
第二步为胺基的羟甲基化反应，胺基与甲醛的羰基继续发生亲核加成反应，生成二羟甲基二羟基乙烯脲。
由于该树脂为热固性树脂，所以在一定的温度时，它们的分子本身互相缩合，失去水形成醚键(C-O-C)，达到一定程度后，会形成稳定的胶体形态，在较高温下度(95～105℃)，这种胶体形态会固化成网状结构。
由于该抗水剂DW含有的羟基密度较大，这些羟基可以与表面施胶剂PVA(或淀粉)中所含的多个亲水基团羟基发生缩聚，经加热熟化后，失去水形成交联，生成更多的疏水醚键(C-O-C)基团。其反应式如下 由于在纸张表面形成了一张互相交织的、稳定的具有一定耐水性能的多维网络结构，从而增加了表面施胶层的强度，抑制了纸张吸水纤维的润胀，保持了纸页的湿稳定性，增强了纸张印刷后的耐湿磨性能。DW抗水剂与PVA形成的施胶层在完全熟化后不会变脆，具有一定的展延性，可以承受极大的印刷压力。而且DW抗水剂具有一定弱阳离子性，形成的表面施胶层疏松多孔，可改善油墨吸收性及干燥性。
抗水剂DW对使用时的pH值及保存使用时的温度无特殊要求，而且粘度较低，易与PVA均匀混合，可以提高纸张的抗水性。在印刷适应性方面，由于纸页的表面强度增加，所以印刷过程中的掉粉、掉毛现象应当减少，纸页在多色印刷时尺寸稳定性也应得到提高。
本发明施胶液稳定性高，施胶时不产生缩聚凝胶现象，大幅度降低了纸张表面施胶过程中甲醛的排放，利于环保，不影响纸张的综合品质，特别适合于在钞票纸原纸上施胶。
具体实施例方式实施例1本实施例1纸张表面施胶液按重量份由下列组分组成1099聚乙烯醇 150甘 油 37.5二羟甲基二羟基乙烯脲树脂 20水 适量1099聚乙烯合度1000，醇解度＞99％其制备方法如下在制胶锅中加入一定量的自来水，缓慢将150kg聚乙烯醇固体倾入制胶锅内，逐渐升温至90～95℃，搅拌，保温2h至聚乙烯醇完全溶解。然后加入施胶助剂二羟甲基二羟基乙烯脲树脂20kg、甘油37.5kg，加水至2m3，充分混合均匀后，即得纸张表面施胶液。
实施例2本实施例2纸张表面施胶液按重量份由下列组分组成1099聚乙烯醇 120甘 油 25二羟甲基二羟基乙烯脲树脂 15水 适量实施例3本实施例3纸张表面施胶液按重量份包括如下组分1799聚乙烯醇 135甘 油 31二羟甲基二羟基乙烯脲树脂 17.5水 适量实施例4本实施例4纸张表面施胶液按重量份包括如下组分
1099聚乙烯醇 160甘 油 44二羟甲基二羟基乙烯脲树脂 22.5水 适量实施例5本实施例5钞票纸施胶液按重量份包括如下组分1099聚乙烯醇 170甘 油 50二羟甲基二羟基乙烯脲树脂 25水 适量实施例2～实施例5中的施胶液制备方法基本同实施例1。
权利要求
1.纸张表面施胶液，其特征在于按重量份由下列组分组成聚乙烯醇 120～170甘油 25～50二羟甲基二羟基乙烯脲树脂 15～25水适量。
2.如权利要求1所述的纸张表面施胶液，其特征在于按重量份由下列组分组成聚乙烯醇 150甘油 37.5二羟甲基二羟基乙脲脉树脂 20水适量。
3.如权利要求1或2所述的纸张表面施胶液，其特征在于采用聚合度1000，醇解度＞99％的1099聚乙烯醇。
全文摘要
本发明提供了一种纸张表面施胶液。包括聚乙烯醇120～170、甘油25～50、二羟甲基二羟基乙烯脲树脂15～25、水适量。稳定性高，施胶时不产生缩聚、凝胶现象，大幅度降低纸张特别是钞票纸的表面施胶过程中甲醛的排放，不影响纸张的综合品质。
文档编号D21H21/16GK1514058SQ03135510
公开日2004年7月21日 申请日期2003年8月1日 优先权日2003年8月1日
发明者赵永康, 陈玉群, 赵锦良 申请人:成都印钞公司