一种高白度耐返黄涂布白卡纸及其制备方法与流程

文档序号:21078838发布日期:2020-06-12 16:19阅读:882来源:国知局
一种高白度耐返黄涂布白卡纸及其制备方法与流程

本发明属于造纸技术领域,尤其涉及一种高白度耐返黄涂布白卡纸及其制备方法。



背景技术:

涂布白卡纸生产中,通常在浆料、涂层中加入荧光增白剂以提高纸张白度。浆料添加的荧光增白剂对纸张的增白效果主要受荧光增白剂类型、浆料白度、浆料木素含量、阳离子化学品、系统ph、填料等因素的影响。为更好的发挥荧光增白剂的增白效果以提高纸张白度,其中荧光增白剂类型、阳离子化学品、系统ph、填料等影响因素通过相对简单的工艺设计即可进行优化。但浆料白度、浆料木素含量受成纸指标需求的影响而难以进行大幅度调整。

白卡纸生产过程中常用的浆料有漂白针叶木化学浆、漂白阔叶木化学浆、机械浆。其中,漂白针叶木化学浆、漂白阔叶木化学浆的白度高、木素含量低,但松厚度较低;机械浆则松厚度较高,但白度较低、木素含量较高。因此,相对于使用漂白针叶/阔叶木化学浆造纸,使用机械浆生产的纸张,由于其白度更低、与荧光增白剂的亲和力更低,如要达到高白度需要添加更多的荧光增白剂。

另外,白卡纸生产过程中为达到预期的纸张强度,需要对浆料进行较大程度的机械磨浆处理,但浆料经过较大程度的机械磨浆处理,会导致纸张松厚度较大程度的下降。因此,白卡纸生产中通常不得已使用大量机械浆以满足纸张松厚度要求。

因此,现有的高白度涂布白卡纸生产中通常使用大量的机械浆和在浆料中添加大量的荧光增白剂。此种工艺对产品质量、纸机运行都会产生多方面的不利影响:其一,不仅难以达到高的纸张白度,而且不利于纸张色相的稳定控制;其二,纸张色相在目视感官上更加刺眼,不柔和、不自然;其三,大量的荧光增白剂进入纸机白水系统中后,不仅增加了废水处理的成本,而且在进行无荧光产品的转产时需长时间过渡或者停机清洗,造成较大转产损失;其四,纸张更容易在光诱导、热诱导下发生严重的返黄;其五,纸张强度低、韧性差,表面平整细腻程度不佳。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种荧光增白剂用量少、白度、色相调节速度较快、稳定且耐返黄性能好的高白度耐返黄涂布白卡纸及其制备方法。

本发明提供了一种高白度耐返黄涂布白卡纸的制备方法,包括:

s1)浆料处理:

将漂白硫酸盐阔叶木浆与第一生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到阔叶纤维浆料;

将漂白硫酸盐针叶木浆与第二生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到针叶纤维浆料;

或者将漂白硫酸盐阔叶与漂白硫酸盐针叶的混合木浆与第二生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到混合纤维浆料;

所述第一生物酶与第二生物酶各自独立地选自纤维素酶和/或半纤维素酶;

s2)混浆:

将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种进行混浆,得到面层浆料;

将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种与荧光增白剂进行混浆,得到芯层浆料;

将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种进行混浆,得到底层浆料;

且所述面层浆料、芯层浆料与底层浆料中均包含阔叶纤维与针叶纤维,其中阔叶纤维与针叶纤维的质量比各自独立地为(60~90):(10~40);

s3)将所述面层浆料、芯层浆料与底层浆料分别经脱水处理后,复合成型,得到高白度耐返黄涂布白卡纸。

优选的,所述第一生物酶与第二生物酶的用量各自独立地为0.1~1.5kg/吨绝干浆料。

优选的,所述步骤s1)漂白硫酸盐阔叶木浆与第一生物酶混合进行处理的时间为30~120min;所述漂白硫酸盐针叶木浆与第二生物酶混合进行处理的时间为30~120min;或者所述漂白硫酸盐阔叶木浆、漂白硫酸盐针叶木浆与第二生物酶混合进行处理的时间为30~120min。

优选的,所述阔叶纤维浆料包括第一阔叶纤维浆料与第二阔叶纤维浆料;所述第一阔叶纤维浆料由漂白硫酸盐阔叶木浆与第一生物酶混合进行处理30~110min后,经磨浆处理得到;所述第二阔叶纤维浆料由漂白硫酸盐阔叶木浆与第一生物酶混合进行处理40~120min后,经磨浆处理得到;所述第二阔叶纤维浆料与第一阔叶纤维浆料制备中经第一生物酶处理的时间相差5~20min。

优选的,所述混浆为:

将第一阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合浆料中的一种或多种进行混浆,得到面层浆料;

将第二阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合浆料中的一种或多种与荧光增白剂进行混浆,得到芯层浆料;或者将第一阔叶纤维浆料或者第二纤维浆料、混合纤维浆料与荧光增白剂进行混浆,得到芯层浆料;

将第一阔叶纤维浆料、第二阔叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种进行混浆,得到底层浆料。

优选的,所述步骤s1)中漂白硫酸盐阔叶木浆与第一生物酶混合进行处理后,磨浆处理时的浓度为2.5%~5.0%;漂白硫酸盐针叶木浆与第二生物酶混合进行处理后,磨浆处理时的浓度为2.5%~5.0%;漂白硫酸盐阔叶木浆、漂白硫酸盐针叶木浆与第二生物酶混合进行处理后,磨浆处理时的浓度为2.5%~5.0%;

所述步骤s1)中阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料的游离度各自独立地为350~750ml。

优选的,所述芯层浆料中荧光增白剂的用量为0.5~10kg/吨纸;所述荧光增白剂选自二磺酸类荧光增白剂、四磺酸类荧光增白剂与六磺酸类荧光增白剂中的一种或多种。

优选的,所述步骤s3)中复合成型后,还在面层表面和/或底层表面进行面层表面施胶和/或底层表面施胶,得到高白度涂布白卡纸;所述面层表面施胶与底层表面施胶所用的胶料包括淀粉、水与荧光增白剂;所述面层表面施胶与底层表面施胶所用的胶料中荧光增白剂的用量各自独立地为1~8kg/吨纸。

优选的,在面层表面施胶层上涂布涂料,形成涂布层,得到高白度涂布白卡纸;所述涂料包括40~60重量份的碳酸钙、3~10重量份的瓷土、2~5重量份的丁苯胶乳、1~7重量份的胶乳、0~3重量份的淀粉、0~1重量份的荧光增白剂与30~40重量份的水;所述胶乳选自醋酸乙烯酯-乙烯共聚物胶乳、聚乙烯乙酸酯胶乳与苯乙烯-正丁基丙烯酸胶乳中的一种或多种。

本发明还提供了上述制备方法所制备的高白度耐返黄涂布白卡纸。

本发明提供了一种高白度耐返黄涂布白卡纸的制备方法,包括:s1)浆料处理:将漂白硫酸盐阔叶木浆与第一生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到阔叶纤维浆料;将漂白硫酸盐针叶木浆与第二生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到针叶纤维浆料;或者将漂白硫酸盐阔叶与漂白硫酸盐针叶的混合木浆与第二生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到混合纤维浆料;所述第一生物酶与第二生物酶各自独立地选自纤维素酶和/或半纤维素酶;s2)将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种进行混浆,得到面层浆料;将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种与荧光增白剂进行混浆,得到芯层浆料;将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种进行混浆,得到底层浆料;且所述面层浆料、芯层浆料与底层浆料中均包含阔叶纤维与针叶纤维,其中阔叶纤维与针叶纤维的质量比各自独立地为(60~90):(10~40);s3)将所述面层浆料、芯层浆料与底层浆料分别经脱水处理后,复合成型,得到高白度耐返黄涂布白卡纸。与现有技术相比,本发明先用生物酶对木浆进行预处理,可大幅降低浆料的磨浆程度,从而降低磨浆能耗,也可通过提高浆料的不透明度间接提高纸张白度,还可在保证纸张强度指标的前提下提高其松厚度进而大幅减少对机械浆的依赖,从而可使用白度更高且与亲和力更高的漂白硫酸盐阔叶木浆与漂白硫酸盐针叶木浆,进而减少浆内荧光增白剂的使用;再者在芯层浆料中加入荧光增白剂可提高增白效果,降低荧光增白剂的用量,并实现原纸白度的快速调整,获得白度均一、稳定的纤维层;通过上述调整使得本发明制备的白卡纸荧光增白剂用量少,白度、色相调节速度快且控制稳定,在超高的白度下呈现出自然、柔和的感观,印刷面平滑、细腻,耐返黄性能好,气味低,强度高,韧性好,印刷适性优良。

进一步,本发明在表面施胶胶料中加入荧光增白剂,使荧光增白剂可以很好地留在纸张表面,进一步增加纸张表面白度,减少对浆内荧光增白剂的依赖,以减少浆内荧光增白剂对系统的影响,并获得具有高白度的原纸层。

进一步,本发明在涂布层涂料中使用醋酸乙烯酯-乙烯共聚物胶乳、聚乙烯乙酸酯胶乳与苯乙烯-正丁基丙烯酸胶乳中的一种或多种,可减少纸张气味,提高涂布层的耐返黄程度并保持较高的表面强度。

附图说明

图1为本发明提供的高白度涂布白卡纸的结构示意图;

图2为本发明实施例1制备高白度耐返黄涂布白卡纸的流程示意图;

图3为本发明实施例2制备高白度耐返黄涂布白卡纸的流程示意图;

图4为本发明实施例3制备高白度耐返黄涂布白卡纸的流程示意图;

图5为本发明普通高白度涂布白卡纸的制备流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图,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。

本发明提供了一种高白度涂布耐返黄白卡纸的制备方法,包括:s1)浆料处理:将漂白硫酸盐阔叶木浆与第一生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到阔叶纤维浆料;将漂白硫酸盐针叶木浆与第二生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到针叶纤维浆料;或者将漂白硫酸盐阔叶与漂白硫酸盐针叶的混合木浆与第二生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到混合纤维浆料;所述第一生物酶与第二生物酶各自独立地选自纤维素酶和/或半纤维素酶;s2)混浆:将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种进行混浆,得到面层浆料;将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种与荧光增白剂进行混浆,得到芯层浆料;将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种进行混浆,得到底层浆料;且所述面层浆料、芯层浆料与底层浆料中均包含阔叶纤维与针叶纤维,其中阔叶纤维与针叶纤维的质量比各自独立地为(60~90):(10~40);s3)将所述面层浆料、芯层浆料与底层浆料分别经脱水处理后,复合成型,得到高白度耐返黄涂布白卡纸。

其中,本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制,为市售即可。

本发明以漂白硫酸盐阔叶木浆与漂白硫酸盐针叶木浆为原料,先进行浆料处理;所述漂白硫酸盐阔叶木浆与漂白硫酸盐针叶木浆可分别进行处理,也可混合后进行处理。

将漂白硫酸盐阔叶木浆与第一生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到阔叶纤维浆料;所述漂白硫酸盐阔叶木浆的浓度优选为1%~10%,更优选为2%~8%,再优选为3%~6%,最优选为4%~5%;所述第一生物酶为纤维素酶和/或半纤维素酶,优选为纤维素酶和/或木聚糖酶,更优选为木聚糖酶;所述第一生物酶的用量优选为0.1~1.5kg/吨绝干浆料,更优选为0.5~1.5kg/吨绝干浆料,再优选为1~1.5kg/吨绝干浆料,最优选为1.2~1.5kg/吨绝干浆料;处理的时间优选为30~120min,更优选为60~120min,再优选为80~120,最优选为100~120min;生物酶处理后的纤维通过调整磨浆设备比功耗调整纤维处理后的游离度。所述磨浆处理优选为机械磨浆处理,更优选采盘磨、锥磨或疏解机进行磨浆,再优选采盘磨或锥磨进行磨浆,最优选采用盘磨进行磨浆处理;所述磨浆处理时浆料的浓度优选为2.5%~5.0%,更优选为3.0%~5.0%,再优选为3.5%~4.5%,最优选为3.9%~4.5%;在本发明提供的一些实施例中,磨浆处理时浆料的浓度优选为4.25%;在本发明提供的一些实施例中,磨浆处理时浆料的浓度优选为4.22%;在本发明提供的一些实施例中,磨浆处理时浆料的浓度优选为4.14%;在本发明提供的一些实施例中,磨浆处理时浆料的浓度优选为3.92%;在本发明提供的另一些实施例中,磨浆处理时浆料的浓度优选为4.42%;所述阔叶纤维浆料的游离度优选为350~750ml,更优选为500~600ml,再优选为500~560ml,最优选为525~546ml;在本发明提供的一些实施例中,所述阔叶纤维浆料的游离度优选539ml;在本发明提供的一些实施例中,所述阔叶纤维浆料的游离度优选为542ml;在本发明提供的一些实施例中,所述阔叶纤维浆料的游离度优选为531ml;在本发明提供的一些实施例中,所述阔叶纤维浆料的游离度优选为525ml;在本发明提供的另一些实施例中,所述阔叶纤维浆料的游离度优选为531ml;本发明通过生物酶对浆料进行预处理,可通过提高浆料的不透明度间接提高纸张白度。

将漂白硫酸盐针叶木浆与第二生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到针叶纤维浆料;所述漂白硫酸盐针叶木浆的浓度优选为1%~10%,更优选为2%~8%,再优选为3%~6%,最优选为4%~5%;所述第二生物酶为纤维素酶和/或半纤维素酶,优选为纤维素酶和/或木聚糖酶,更优选为木聚糖酶;所述第二生物酶的用量优选为0.1~1.5kg/吨绝干浆料,更优选为0.5~1.5kg/吨绝干浆料,再优选为1~1.5kg/吨绝干浆料,最优选为1.2~1.5kg/吨绝干浆料;处理的时间优选为30~120min,更优选为60~120min,再优选为80~120,最优选为100~120min;所述磨浆处理优选为机械磨浆处理,更优选采盘磨、锥磨或疏解机进行磨浆,再优选采盘磨或锥磨进行磨浆,最优选采用盘磨进行磨浆处理;所述磨浆处理时浆料的浓度优选为2.5%~5.0%,更优选为3.0%~5.0%,再优选为3.5%~4.5%,最优选为3.8%~4.02%;所述针叶纤维浆料的游离度优选为350~750ml,更优选为500~600ml,再优选为500~580ml,最优选为566~580ml;在本发明提供的一些实施例中,所述针叶纤维浆料的游离度优选566ml;在本发明提供的另一些实施例中,所述针叶纤维浆料的游离度优选为580ml。

或者将漂白硫酸盐阔叶与漂白硫酸盐针叶的混合木浆与第二生物酶混合进行处理后,经磨浆处理,得到混合纤维浆料;所述混合木浆的浓度优选为1%~10%,更优选为2%~8%,再优选为3%~6%,最优选为4%~5%;其优选通过漂白硫酸盐阔叶木浆板与漂白硫酸盐针叶木浆板进行稀释碎解得到;所述混合浆料中漂白硫酸盐阔叶与漂白硫酸盐针叶以绝干质量比计优选为(60~90):(10~40),更优选为(60~80):(20~40),再优选为(65~75):(25~35),最优选为70:30;所述第二生物酶为纤维素酶和/或半纤维素酶,优选为纤维素酶和/或木聚糖酶,更优选为木聚糖酶;所述第二生物酶的用量优选为0.1~1.5kg/吨绝干浆料,更优选为0.5~1.5kg/吨绝干浆料,再优选为1~1.5kg/吨绝干浆料,最优选为1.2~1.5kg/吨绝干浆料;处理的时间优选为30~120min,更优选为60~120min,再优选为80~120,最优选为100~120min;所述磨浆处理优选为机械磨浆处理,更优选采盘磨、锥磨或疏解机进行磨浆,再优选采盘磨或锥磨进行磨浆,最优选采用盘磨进行磨浆处理;所述磨浆处理时浆料的浓度优选为2.5%~5.0%,更优选为3.0%~5.0%,再优选为3.5%~4.5%,最优选为3.8%~4.02%;所述混合纤维浆料的游离度优选为350~750ml,更优选为500~600ml,再优选为500~580ml,再优选为550~560ml,最优选为558。

将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种进行混浆,得到面层浆料;所述面层浆料中阔叶纤维与针叶纤维的质量比为(60~90):(10~40),更优选为(60~80):(20~40),再优选为(65~75):(25~35),最优选为70:30。

将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种与荧光增白剂进行混浆,得到芯层浆料;所述芯层浆料中阔叶纤维与针叶纤维的质量比为(60~90):(10~40),更优选为(70~90):(10~30),再优选为(80~90):(10~20),最优选为90:10;所述荧光增白剂优选为二磺酸类荧光增白剂、四磺酸类荧光增白剂与六磺酸类荧光增白剂中的一种或多种;所述荧光增白剂的用量优选为0.5~10kg/吨纸,更优选为1~8kg/吨纸,再优选为2~5kg/吨纸,最优选为2~3kg/吨纸。

将阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种进行混浆,得到底层浆料;所述底层浆料中阔叶纤维与针叶纤维的质量比为(60~90):(10~40),更优选为(70~90):(30~10),再优选为(75~85):(15~25),最优选为80:20。

当本发明中各层浆料为阔叶纤维浆料与针叶纤维浆料然后进行混浆抄造时,为了进一步提高芯层的白度,在本发明中,所述阔叶纤维浆料包括第一阔叶纤维浆料与第二阔叶纤维浆料;所述第一阔叶纤维浆料由漂白硫酸盐阔叶木浆与第一生物酶混合进行处理30~110min后,经磨浆处理得到;所述第二阔叶纤维浆料由漂白硫酸盐阔叶木浆与第一生物酶混合进行处理40~120min后,经磨浆处理得到;其中酶处理与磨浆处理的参数均同上所述,只是所述第二阔叶纤维浆料与第一阔叶纤维浆料制备中经第一生物酶处理的时间优选相差5~20min,更优选为8~15min,再优选为8~12min,最优选为10min。采用生物酶处理时间长的阔叶纤维浆料为芯层提供阔叶纤维。

当各层浆料由混合纤维浆料提供阔叶纤维与针叶纤维时,可仅使用混合纤维浆料,还可根据其中阔叶纤维与针叶纤维的比,将混合纤维浆料与阔叶纤维浆料或针叶纤维浆料混合。

即:将第一阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合浆料中的一种或多种进行混浆,得到面层浆料;将第二阔叶纤维浆料、针叶纤维浆料与混合浆料中的一种或多种与荧光增白剂进行混浆,得到芯层浆料;或者将第一阔叶纤维浆料或者第二纤维浆料、混合纤维浆料与荧光增白剂进行混浆,得到芯层浆料;将第一阔叶纤维浆料、第二阔叶纤维浆料与混合纤维浆料中的一种或多种进行混浆,得到底层浆料。

本发明在芯层流送系统加入荧光增白剂,通过荧光增白剂类型、加入点的优化,提高荧光增白剂的增白效果,降低荧光增白剂的用量,并实现原纸白度的快速调整,获得白度均一、稳定的纤维层。

将所述面层浆料、芯层浆料与底层浆料分别经脱水处理后,复合成型;成型后优选干燥,得到纤维层,其包括面层、芯层与底层;所述面层定量占纤维层(即面层、芯层与底层)定量的比例优选为17%~25%,更优选为19%~22%;在本发明提供的一些实施例中,所述面层定量占纤维层定量比例的21.8%;在本发明提供的一些实施例中,所述面层定量占纤维层定量比例的20.2%;在本发明提供的另一些实施例中,所述面层定量占纤维层定量比例的19.8%;所述芯层定量占纤维层定量的比例优选为55%~65%,更优选为57%~60%;在本发明提供的一些实施例中,所述芯层定量占纤维层定量比例的61.2%;在本发明提供的一些实施例中,所述芯层定量占纤维层定量比例的64.4%;在本发明提供的另一些实施例中,所述芯层定量占纤维层定量比例的65.2%;所述底层定量占纤维层定量的比例优选为14%~20%,更优选为15%~17%;在本发明提供的一些实施例中,所述底层定量占纤维层定量比例的17%;在本发明提供的一些实施例中,所述底层定量占纤维层定量比例的15.4%;在本发明提供的另一些实施例中,所述底层定量占纤维层定量比例的15%。

在本发明中,优选为在面层表面和/或底层表面进行面层表面施胶和/或底层表面施胶;所述面层表面施胶与底层表面施胶所用的胶料包括淀粉、水与荧光增白剂;所述面层表面施胶胶料中淀粉与水的质量比优选为(5~20):(80~95),更优选为(8~16):(84~92),再优选为(10~12):(88~90),最优选为11:89;所述面层表面施胶胶料中荧光增白剂的添加量优选为1~8kg/吨纸,更优选为1~6kg/吨纸,再优选为1~3kg/吨纸,最优选为1.3~2kg/吨纸;所述面层表面施胶量优选为1~4g/m2,更优选为1.5~3g/m2,再优选为2~3g/m2,最优选为2.3~2.4g/m2;所述底层表面施胶胶料中淀粉与水的质量比优选为(5~20):(80~95),更优选为(8~16):(84~92);所述底层表面施胶胶料中荧光增白剂的添加量优选为1~8kg/吨纸,更优选为1~6kg/吨纸,再优选为1~3kg/吨纸,最优选为1.3~2kg/吨纸;所述底层表面施胶量优选为1~4g/m2,更优选为1.5~3g/m2,再优选为2~3g/m2,最优选为2.3~2.4g/m2;施胶后得到的为原纸层;本发明提供的白卡纸原纸层的定量优选为140~350g/m2

最后,在面层表面施胶层上涂布涂料,形成涂布层,得到高白度涂布白卡纸;所述涂料优选包括40~60重量份的碳酸钙、3~10重量份的瓷土、2~5重量份的丁苯胶乳、1~7重量份的胶乳、0~3重量份的淀粉、0~1重量份的荧光增白剂与30~40重量份的水;更优选包括45~55重量份的碳酸钙、4~8重量份的瓷土、3~5重量份的丁苯胶乳、2~5重量份的胶乳、0~2重量份的淀粉、0.1~0.5重量份的荧光增白剂与30~40重量份的水;再优选包括45~55重量份的碳酸钙、4~8重量份的瓷土、4~5重量份的丁苯胶乳、2~3重量份的胶乳、0~2重量份的淀粉、0.1~0.3重量份的荧光增白剂与30~40重量份的水;最优选包括53.8重量份的碳酸钙、6重量份的瓷土、4.8重量份的丁苯胶乳、2.1重量份的胶乳、1.3重量份的淀粉、0.2重量份的荧光增白剂与31.8重量份的水;所述胶乳选自醋酸乙烯酯-乙烯共聚物胶乳、聚乙烯乙酸酯胶乳与苯乙烯-正丁基丙烯酸胶乳中的一种或多种;所述涂布层的定量优选为10~40g/m2

本发明先用生物酶对木浆进行预处理,可大幅降低浆料的磨浆程度,从而降低磨浆能耗,也可通过提高浆料的不透明度间接提高纸张白度,还可在保证纸张强度指标的前提下提高其松厚度进而大幅减少对机械浆的依赖,从而可使用白度更高且与亲和力更高的漂白硫酸盐阔叶木浆与漂白硫酸盐针叶木浆,进而减少荧光增白剂的使用;再者在芯层浆料中加入荧光增白剂可提高增白效果,降低荧光增白剂的用量,并实现原纸白度的快速调整,获得白度均一、稳定的纤维层;通过上述调整使得本发明制备的白卡纸荧光增白剂用量少,白度、色相调节速度快且控制稳定,在超高的白度下呈现出自然、柔和的感观,印刷面平滑、细腻,耐返黄性能好,气味低,强度高,韧性好,印刷适性优良。

进一步,本发明在表面施胶胶料中加入荧光增白剂,使荧光增白剂可以很好地留在纸张表面,进一步增加纸张表面白度,减少对浆内荧光增白剂的依赖,以减少浆内荧光增白剂对系统的影响,并获得具有高白度的原纸层。

进一步,本发明在涂布层涂料中使用醋酸乙烯酯-乙烯共聚物胶乳、聚乙烯乙酸酯胶乳与苯乙烯-正丁基丙烯酸胶乳中的一种或多种,可减少纸张气味,提高涂布层的耐返黄程度并保持较高的表面强度。

本发明还提供了一种上述方法制备的高白度耐返黄涂布白卡纸。

参见图1,图1为本发明提供的高白度耐返黄涂布白卡纸的结构示意图,其中101为底层施胶层、102为底层、103为芯层、104为面层、105为面层施胶层、106为涂布层。

为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种高白度耐返黄涂布白卡纸及其制备方法进行详细描述。

以下实施例中所用的试剂均为市售。

实施例1

按照图2所示制造流程,包括如下步骤:

1)纤维处理

漂白硫酸盐阔叶木浆1:将风干的漂白硫酸盐阔叶木浆板按5%的浓度在碎浆机1稀释碎解,以绝干浆料计,在磨前池1加入1.5kg/吨绝干浆纤维素酶,浆料在磨前池1中进行生物酶处理100min后,经浓度调节至磨浆浓度4.25%送盘磨1磨浆机进行磨浆处理,控制磨浆后游离度539ml,得纤维1。

漂白硫酸盐阔叶木浆2:将风干的漂白硫酸盐阔叶木浆板按5%的浓度在碎浆机2稀释碎解,以绝干浆料计,在磨前池2加入1.5kg/吨绝干浆纤维素酶,浆料在磨前池2中进行生物酶处理110min后,经浓度调节至磨浆浓度4.22%送盘磨2磨浆机进行磨浆处理,控制磨浆后游离度542ml,得纤维2。

漂白硫酸盐针叶木浆:将风干的漂白硫酸盐针叶木浆板按5%的浓度在碎浆机3稀释碎解,以绝干浆料计,在磨前池3加入1.5kg/吨绝干浆纤维素酶,浆料在磨前池3中进行生物酶处理120min后,经浓度调节至磨浆浓度3.80%送锥磨磨浆机进行磨浆处理,控制磨浆后游离度566ml,得纤维3。

2)制备原纸层:

面层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为70%纤维1、30%纤维3,经面层混浆池,经面层纸机浆池进入纸机面层网进行脱水。

芯层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为90%纤维2、10%纤维3,经芯层混浆池,以芯层浆料绝干质量百分比计,在芯层纸机浆池加入3.8kg/吨二磺酸类液体荧光增白剂,进入纸机芯层网进行脱水,最终成纸的二磺酸类浆内荧光增白剂用量约为2.1kg/t纸。

底层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为80%纤维1、20%纤维3,经底层混浆池、底层纸机浆池进入纸机底层网进行脱水。

然后经过长网纸机三层叠加成型处理,生产出具有104面层、103芯层、102底层的湿纸页,该湿纸页经过干燥后得到纤维层。控制所述面层定量占纤维层定量的比例为21.8%;所述芯层定量占纤维层定量的比例为61.2%;所述底层定量占纤维层定量的比例为17%。

在正面表面施胶上料罐、背面表面施胶上料罐中各以600ml/min的流量泵入四磺酸类液体荧光增白剂,与表面施胶淀粉的水分散液(淀粉的浓度为11%)混合后一同进行纸张的正面表面施胶、背面表面施胶得到正面表面施胶105、背面表面施胶101。其中,控制正面表面施胶量2.4g/m2,背面表面施胶量2.3g/m2,最终通过表面施胶作用到卷取工段纸张上的荧光增白剂用量为正面1.3kg/吨纸、背面1.3kg/吨纸。

3)以质量百分数计,按涂料配方为53.8%碳酸钙、6%瓷土、4.8%丁苯胶乳、2.1%醋酸乙烯酯-乙烯共聚物胶乳、1.3%淀粉、0.2%荧光增白剂、31.8%水,以常规白卡涂料制备方法制成涂布层涂料。

涂布层涂料经刮刀涂布,涂于原纸层正面,涂布层定量25g/m2。然后经热风干燥,形成涂布层106。

最后形成如图1所示的高白度耐返黄涂布白卡纸,含背面表面施胶101、纤维层底层102、纤维层芯层103、纤维层面层104、正面表面施胶105、涂布层106。

将所制得的高白度耐返黄涂布白卡纸与普通高白度涂布白卡纸进行对比,数据如表1、表2。

表1白卡纸组成对比

表2物性检测对比结果

从表1数据可知,实施例1中制备的白卡纸不仅有与普通高白度涂布白卡纸相近的定量、厚度、挺度、吸水性、光泽度、层间结合强度,还有与普通高白度涂布白卡纸相比更高的白度、耐折度、印刷表面强度,以及更低的正面粗糙度。单纯使用实施例1中制备的白卡纸就可以获得具有普通高白度涂布白卡纸的高白度,同时具有与普通高白度涂布白卡纸相近或更优的物理指标。

实施例2

按照图3所示制造流程,包括如下步骤:

1)纤维处理

漂白硫酸盐阔叶木浆1:将风干的漂白硫酸盐阔叶木浆板按5%的浓度在碎浆机1稀释碎解,以绝干浆料计,在磨前池1加入1.5kg/吨绝干浆纤维素酶,浆料在磨前池1中进行生物酶处理100min后,经浓度调节至磨浆浓度4.14%送盘磨1磨浆机进行磨浆处理,控制磨浆后游离度531ml,得纤维1。

漂白硫酸盐阔叶木浆2:将风干的漂白硫酸盐阔叶木浆板按5%的浓度在碎浆机2稀释碎解,以绝干浆料计,在磨前池2加入1.5kg/吨绝干浆纤维素酶,浆料在磨前池2中进行生物酶处理110min后,经浓度调节至磨浆浓度3.92%送盘磨2磨浆机进行磨浆处理,控制磨浆后游离度525ml,得纤维2。

漂白硫酸盐针叶木浆:将风干的漂白硫酸盐针叶木浆板按5%的浓度在碎浆机3稀释碎解,以绝干浆料计,在磨前池3加入1.5kg/吨绝干浆纤维素酶,浆料在磨前池3中进行生物酶处理120min后,经浓度调节至磨浆浓度4.02%送锥磨磨浆机进行磨浆处理,控制磨浆后游离度580ml,得纤维3。

2)制备原纸层:

面层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为70%纤维1、30%纤维3,经面层混浆池、面层纸机浆池进入纸机面层网进行脱水。

芯层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为90%纤维2、10%纤维3,以芯层浆料绝干质量百分比计,在芯层混浆池加入0.07kg/吨紫染料、0.04kg/吨蓝染料,在芯层纸机浆池加入4.5kg/吨二磺酸类液体荧光增白剂,进入纸机芯层网进行脱水,最终成纸的二磺酸类浆内荧光增白剂用量约为2.6kg/t纸。

底层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为80%纤维1、20%纤维3,经底层混浆池、底层纸机浆池进入纸机底层网进行脱水。

然后经过长网纸机三层叠加成型处理,生产出具有104面层、103芯层、102底层的湿纸页,该湿纸页经过干燥后得到纤维层。控制所述面层定量占纤维层定量的比例为20.2%;所述芯层定量占纤维层定量的比例为64.4%;所述底层定量占纤维层定量的比例为15.4%。

在正面表面施胶上料罐、背面表面施胶上料罐中各以500ml/min的流量泵入四磺酸类液体荧光增白剂,与表面施胶淀粉的水分散液(淀粉的浓度为11%)、混合后一同进行纸张的正面表面施胶、背面表面施胶得到正面表面施胶105、背面表面施胶101。其中,控制正面表面施胶量2.4g/m2,背面表面施胶量2.3g/m2,最终通过表面施胶作用到卷取工段纸张上的荧光增白剂用量为正面1.1kg/吨纸、背面1.1kg/吨纸。

3)以质量百分数计,按涂料配方为53.8%碳酸钙、6%瓷土、4.8%丁苯胶乳、2.1%醋酸乙烯酯-乙烯共聚物胶乳、1.3%淀粉、0.1%荧光增白剂、32.1%水,以常规白卡涂料制备方法制成涂布层涂料。

涂布层涂料经刮刀涂布,涂于原纸层正面,涂布层定量25g/m2。然后经热风干燥,形成涂布层105。

最后形成如图1所示的高白度耐返黄涂布白卡纸,含背面表面施胶101、纤维层底层102、纤维层芯层103、纤维层面层104、正面表面施胶105、涂布层106。

将所制得的高白度耐返黄涂布白卡纸与普通高白度涂布白卡纸进行对比,数据如表3、表4。

表3白卡纸组成对比

表4物性检测对比结果

实施例3

按照图4所示制造流程,包括如下步骤:

1)纤维处理

漂白硫酸盐阔叶木浆:将风干的漂白硫酸盐阔叶木浆板按5%的浓度在碎浆机1稀释碎解,以绝干浆料计,在磨前池1加入1.5kg/吨绝干浆纤维素酶,浆料在磨前池1中进行生物酶处理100min后,经浓度调节至磨浆浓度4.42%送盘磨1磨浆机进行磨浆处理,控制磨浆后游离度546ml,得纤维1。。

漂白硫酸盐阔叶木浆、漂白硫酸盐针叶木浆:将风干的漂白硫酸盐阔叶木浆板、漂白硫酸盐针叶木浆板以70%:30%质量比例投入碎浆机2,按5%的浓度在碎浆机2稀释碎解,以绝干浆料计,在磨前池2加入1.5kg/吨绝干浆纤维素酶,浆料在磨前池2中进行生物酶处理100min后,经浓度调节至磨浆浓度3.80%送盘磨2磨浆机进行磨浆处理,控制磨浆后游离度558ml,得纤维2。

2)制备原纸层:

面层浆料:以质量百分比计,纤维整体配料比例为100%纤维2,经面层混浆池、面层纸机浆池进入纸机面层网进行脱水。

芯层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为67%纤维1、33%纤维2,以芯层浆料绝干质量百分比计,在芯层混浆池加入0.07kg/吨紫染料、0.04kg/吨蓝染料,在芯层纸机浆池加入3.8kg/吨二磺酸类液体荧光增白剂,进入纸机芯层网进行脱水,最终成纸的二磺酸类浆内荧光增白剂用量约为2.2kg/t纸。

底层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为50%纤维1、50%纤维2,经底层混浆池、底层纸机浆池进入纸机底层网进行脱水。

然后经过长网纸机三层叠加成型处理,生产出具有104面层、103芯层、102底层的湿纸页,该湿纸页经过干燥后得到纤维层。控制所述面层定量占纤维层定量的比例为19.8%;所述芯层定量占纤维层定量的比例为65.2%;所述底层定量占纤维层定量的比例为15%。

在正面表面施胶上料罐、背面表面施胶上料罐中各以600ml/min的流量泵入四磺酸类液体荧光增白剂,与表面施胶淀粉的水分散液(淀粉的浓度为11%)混合后一同进行纸张的正面表面施胶、背面表面施胶得到正面表面施胶105、背面表面施胶101。其中,控制正面表面施胶量2.4g/m2,背面表面施胶量2.3g/m2,最终通过表面施胶作用到卷取工段纸张上的荧光增白剂用量为正面1.3kg/吨纸、背面1.3kg/吨纸。

3)以质量百分数计,按涂料配方为53.8%碳酸钙、6%瓷土、3.6%丁苯胶乳、4.8%聚乙烯乙酸酯胶乳、0.2%荧光增白剂、31.6%水,以常规白卡涂料制备方法制成涂布层涂料。

涂布层涂料经刮刀涂布,涂于原纸层正面,涂布层定量24g/m2。然后经热风干燥,形成涂布层106。

最后形成如图1所示的高白度耐返黄涂布白卡纸,含背面表面施胶101、纤维层底层102、纤维层芯层103、纤维层面层104、正面表面施胶105、涂布层106。

将所制得的高白度耐返黄涂布白卡纸与普通高白度涂布白卡纸进行对比,数据如表5、表6。

表5白卡纸组成对比

表6物性检测对比结果

实施例1~实施例3所得到的白卡纸色相及耐热、光诱导返黄数据如表7。

表7各实施例白卡纸色相及耐热、光诱导返黄数据

从表7数据可知,3个实施例中制备的白卡纸在光诱导、热诱导下的返黄程度远低于普通高白度涂布白卡纸。

表1~表7中普通高白度涂布白卡纸制造流程

按照图5所示制造流程,包括如下步骤:

1)纤维处理

漂白硫酸盐阔叶木浆:将风干的漂白硫酸盐阔叶木浆板按5%的浓度在碎浆机1稀释碎解,经浓度调节至磨浆浓度4.21%送盘磨磨浆机进行磨浆处理,控制磨浆后游离度378ml,得纤维1。

漂白热磨化学机械浆(ctmp):将风干的ctmp浆板按5%的浓度在碎浆机2稀释碎解,经浓度调节至磨浆浓度4.22%送疏解机进行磨浆处理,磨浆后游离度402ml,得纤维2。

漂白硫酸盐针叶木浆:将风干的漂白硫酸盐针叶木浆板按5%的浓度在碎浆机3稀释碎解,经浓度调节至磨浆浓度4.02%送锥磨磨浆机进行磨浆处理,控制磨浆后游离度384ml,得纤维3。

2)制备原纸层:

面层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为80%纤维1、20%纤维3,经面层混浆池,以面层浆料绝干质量百分比计,在面层纸机浆池加入4.5kg/吨二磺酸类液体荧光增白剂,经面层纸机浆池进入纸机面层网进行脱水。

芯层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为70%纤维2、30%纤维1,经芯层混浆池,以芯层浆料绝干质量百分比计,在芯层纸机浆池加入6.1kg/吨二磺酸类液体荧光增白剂,进入纸机芯层网进行脱水。

底层浆料:以质量百分比计,各种纤维整体配料比例为85%纤维1、15%纤维3,经底层混浆池,以底层浆料绝干质量百分比计,在底层纸机浆池加入5.7kg/吨二磺酸类液体荧光增白剂,经底层纸机浆池进入纸机底层网进行脱水。

最终成纸的二磺酸类浆内荧光增白剂用量约为5.2kg/t纸。

然后经过长网纸机三层叠加成型处理,生产出具有104面层、103芯层、102底层的湿纸页,该湿纸页经过干燥后得到纤维层。控制所述面层定量占纤维层定量的比例为22.2%;所述芯层定量占纤维层定量的比例为62.3%;所述底层定量占纤维层定量的比例为15.5%。

以表面施胶淀粉的水分散液(淀粉的浓度为11%)进行纸张的正面表面施胶、背面表面施胶得到正面表面施胶105、背面表面施胶101。其中,控制正面表面施胶量2.3g/m2,背面表面施胶量2.5g/m2

3)以质量百分数计,按涂料配方为53.8%碳酸钙、6%瓷土、6.9%丁苯胶乳、1.3%淀粉、0.4%荧光增白剂、31.6%水,以常规白卡涂料制备方法制成涂布层涂料。

涂布层涂料经刮刀涂布,涂于原纸层正面,涂布层定量25g/m2。然后经热风干燥,形成涂布层106。

最后形成如图1所示的高白度涂布白卡纸,含背面表面施胶101、纤维层底层102、纤维层芯层103、纤维层面层104、正面表面施胶105、涂布层106。

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