專利名稱：一種內(nèi)含附著物的紙的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紙的制造方法，具體涉及一種內(nèi)含附著物的紙的制造方法，利用內(nèi)含附著物的特殊物理、化學(xué)性能，可以實(shí)現(xiàn)防偽、裝飾等作用。
背景技術(shù)：
人們對于特殊的印刷品，如商標(biāo)、票據(jù)、有價證券、所有權(quán)憑證、證書、重要的公文等，有一定的防偽要求，這種防偽可以通過紙張、油墨、特殊的印刷方法等實(shí)現(xiàn)，其中利用紙張的特殊性能實(shí)現(xiàn)防偽，是較常用的方法?，F(xiàn)有的紙張，防偽性能較為單一，許多防偽手段已沿用了近百年，有些不但需要專門的儀器進(jìn)行防偽檢測，且防偽性能不強(qiáng)，使用不方便，因而許多國家都在試圖在紙張內(nèi)部加入其他物質(zhì)，以提高紙張的防偽性能。如中國發(fā)明專利申請CN12310009A公開了一種多層紙，通過紙張中不同配底透光性的不同形成一定的圖案組合來實(shí)現(xiàn)防偽，中國發(fā)明專利CN1053614C公開了一種帶彩色標(biāo)記的證券紙，通過粘貼法，把加入層用粘合劑粘貼于兩層紙之間，日本專利NO.322109/88用層壓的方法在合成基材的兩側(cè)層壓上兩張紙，這些方法有的制造工藝復(fù)雜，有的成本高，有的不適于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，有的加入層及其附著物用料單一，對于其他性質(zhì)的材料無法加入，因而不能適應(yīng)人們對于新的防偽紙張的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種往紙中加入附著物的方法，用這種方法制造出來的紙，其內(nèi)含的附著物與紙層能緊密結(jié)合，且可以方便地加入各種不同物理、化學(xué)性能的附著物。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種內(nèi)含附著物的紙的制造方法，依次包括下列步驟，原漿生產(chǎn)及填料加入、上網(wǎng)成紙和后處理，其中后處理至少包括壓榨去水和干燥去水，在所述的上網(wǎng)成紙至后處理的壓榨去水步驟中，加入結(jié)合有附著物的水溶性聚合物薄膜層。
上述技術(shù)方案中，所述在“上網(wǎng)成紙至后處理的壓榨去水步驟中，加入結(jié)合有附著物的水溶性聚合物薄膜層”，包括三種情況，其一是在上網(wǎng)成紙的同時在紙漿間加入薄膜層；其二是在上網(wǎng)成紙后、壓榨去水前，在準(zhǔn)備合并的紙層間加入薄膜層；其三是在壓榨去水過程中，加入所述薄膜層。為在上網(wǎng)成紙的同時加入薄膜層，所述的上網(wǎng)成紙步驟可以采用夾網(wǎng)紙機(jī)實(shí)現(xiàn)，紙漿經(jīng)夾網(wǎng)紙機(jī)的兩個網(wǎng)面成型時，在其中間插入薄膜層；而在上網(wǎng)成紙步驟結(jié)束后、或者在壓榨去水步驟中加入結(jié)合有附著物的水溶性聚合物薄膜層，適用面較廣，通?？梢圆捎枚嗑W(wǎng)紙機(jī)的方式或單網(wǎng)二次上漿的方式實(shí)現(xiàn)。所述“結(jié)合有附著物的水溶性聚合物薄膜層”可以在前面步驟的同時制備，其制備過程一般包括附著物的制作，及將該附著物以一定的方法與水溶性聚合物薄膜層結(jié)合，當(dāng)然，這種結(jié)合過程也可以是事先做好的，因此，該結(jié)合層的制備并非本發(fā)明的必要技術(shù)特征。
上述技術(shù)方案中，所述的“水溶性聚合物”是指具有水溶性、膠粘性和成膜性的聚合物，這類聚合物目前通常用作造紙的助劑，其成膜作用應(yīng)用較少。本方案中使用的水溶性聚合物包括三類，一類是天然的水溶性聚合物，如淀粉和動植物膠；第二類是半合成的水溶性聚合物，如改性淀粉、淀粉的衍生物及天然膠的衍生物；第三類是合成的水溶性聚合物，如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等。所述的“水溶性聚合物薄膜層”是指以該水溶性聚合物為主成份制成的薄膜層，包括單純以該水溶性聚合物制成的薄膜，以及添加有其它成份的復(fù)合薄膜。
上述技術(shù)方案中，所述附著物與水溶性聚合物薄膜層的結(jié)合方法，包括將附著物通過粘貼、焊接、包裹、印刷、涂層、涂布、夾帶、鍍膜等方式與薄膜結(jié)合，也包括將水溶性聚合物涂布、涂層覆蓋到附著物及其基材上，以及將水溶性聚合物與附著物混合形成薄膜層的方法。
上述技術(shù)方案中，所述加入的水溶性聚合物薄膜層可以是非連續(xù)的膜層，如網(wǎng)狀的、條狀的或者有穿孔的膜層，所述的孔可以是幾何形狀、文字或圖案形狀。
上述技術(shù)方案中，合成的水溶性聚合物中的聚乙烯醇可以選用水溶性和冷水不溶性的聚乙烯醇，也可以是兩者的結(jié)合。聚乙烯醇的成膜性較好，并且其薄膜有較好的印刷特性，目前聚乙烯醇薄膜主要用于農(nóng)藥的可溶性包裝場合，在本方案中使用時，可以較好地利用印刷的方法，將圖文、熒光材料、納米材料等附著到紙中。
上述技術(shù)方案中，還可以加入多層所述的水溶性聚合物薄膜層，如在制作多層紙時，在兩側(cè)的表面層下，各加入一層有附著物的水溶性聚合物薄膜，加入的兩層附著物可以有不同的物理化學(xué)性能，以增強(qiáng)防偽性。
水溶性聚合物在造紙工業(yè)中被廣泛用作為施膠劑等助劑，而這類水溶性聚合物通常都有較好的成膜性，特別是聚乙烯醇制作的薄膜和復(fù)合薄膜，可以不經(jīng)過特殊的表面處理而印出牢固而美麗的圖案。附有附著物的水溶性聚合物薄膜，加入多層紙的制作中，低溫水溶性薄膜與未脫水的紙層接觸后，水溶性聚合物薄膜溶解入水中，作為一個薄膜層已不存在，在壓榨后幾乎全部隨水流走，而僅把附著物留存于紙張中間。高溫水溶性薄膜進(jìn)入壓榨和干燥去水流程時，水溫逐漸升高(一般在60度～130度之間)，此時，水溶性聚合物薄膜溶解入水中，全部或部分消失，作為一個薄膜層已基本不存在，而原來附著在上面的附著物則與兩側(cè)的紙牢固結(jié)合，同時，溶解的水溶性聚合物薄膜層還起到了粘合劑的作用。
采用上述方案后，由于水溶性聚合物薄膜在造紙過程中會溶解，同時，該類薄膜具有較好的膠粘性，因而其原來結(jié)合的附著物可以和紙緊密地結(jié)合，而且，這種方式能夠加入各種形狀、各種不同物理、化學(xué)性能的附著物，既可以是普通的印刷層，用肉眼透視直接觀察；也可以是特殊油墨如熒光油墨的印刷層；或者是磁性材料、光感材料、波感材料、濾光材料、濾波材料、感溫材料等；也可以是有特殊性能的納米材料、納米改性材料，還可以是金屬鍍層、金屬薄片、金屬絲；粉粒狀物質(zhì)；聚脂材料薄片、聚脂纖維；蠶絲、化纖絲；織物；或其他物質(zhì)的鍍層、涂層、薄片、薄膜等；甚至是上述兩種或兩種以上材料的結(jié)合與組合，從而起到防偽和裝飾的作用。同時，在造紙過程中，還可以利用一定的工藝實(shí)現(xiàn)在紙的表層開口，使附著物的一部分通過開口露在紙的表面，以進(jìn)一步增強(qiáng)防偽性能，經(jīng)過特定的設(shè)計，還可以有較強(qiáng)的裝飾性能。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)
1、用本發(fā)明方法制作的紙張，其附著物位于紙張內(nèi)部，不影響紙張的原有特性，同時又有較好的防偽性；2、本發(fā)明采用的水溶性聚合物原來通常用作造紙助劑，因而其加入對紙張的性能基本沒有影響；3、本發(fā)明采用的制造方法生產(chǎn)出的是含附著物的原生紙，與現(xiàn)有的層壓法和粘貼法相比，紙張物理性能優(yōu)良；4、本發(fā)明的紙張制造方法只是在現(xiàn)有方法中加入附有附著物的水溶性聚合物薄膜，因此只需對現(xiàn)有設(shè)備作簡單改造，投入?。?、本發(fā)明可以加入各種特性的附著物，從而使紙張性能獲得較大的變化，既可以增強(qiáng)防偽性和藝術(shù)性，還可以獲得各種特殊的效果，適用面廣泛。
附圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的制造方法流程示意圖；附圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的制造方法流程示意圖；附圖3為本發(fā)明實(shí)施例五的制造方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見附圖1所示，一種內(nèi)含附著物的紙的制造方法，依次包括下列步驟，按紙張生產(chǎn)的方法進(jìn)行原漿生產(chǎn)及填料加入，采用夾網(wǎng)紙機(jī)進(jìn)行上網(wǎng)成紙，在夾網(wǎng)紙機(jī)的兩網(wǎng)紙漿之間加入印刷有圖案或文字的聚乙烯醇薄膜，成為內(nèi)含印刷層的原紙，然后進(jìn)行后處理，其中后處理至少包括壓榨去水和干燥去水，還可以根據(jù)用紙需要進(jìn)行表面施膠，壓光等后處理，如果要求紙張內(nèi)部所附著的圖案或文字在產(chǎn)品中定位并要與產(chǎn)品形成整體效果，或是要在紙張的某一表面，某一位置開窗，使一部分圖形露在紙張表面，可以在加入聚乙烯醇薄膜時，運(yùn)用自動或手動控制裝置進(jìn)行定位(如差動調(diào)節(jié))?，F(xiàn)在各國生產(chǎn)的這種定位裝置，其速度和精度都能滿足生產(chǎn)的需要。
在本實(shí)施例中，加入的聚乙烯醇薄膜可以在沒有印刷圖文的部分開設(shè)網(wǎng)格狀的孔，從而使各層紙之間的纖維結(jié)合更緊密，同時聚乙烯醇薄膜上的附著物可以用普通油墨印刷，也可以用一些有特殊性質(zhì)的油墨印刷，以獲得特殊的藝術(shù)和防偽效果。
在本實(shí)施例中，可以在紙張的某一表面，某一位置開窗，使一部分圖形露在紙張表面，比如制作某部委的文件用紙，其部委的臺頭在紙的表層，其標(biāo)志性的圖章，輝標(biāo)圖案，以及裝飾圖案則部分在紙的表層，部分在紙的中間層，既形成了一種藝術(shù)效果又有較強(qiáng)的防偽性。也可以在表層開出特殊的圖案狀孔，以產(chǎn)生特殊的藝術(shù)效果，并與產(chǎn)品形成整體效果。
實(shí)施例二參見附圖2所示，本實(shí)施例制造的內(nèi)含附著物的紙是一種內(nèi)含稀土或納米材料的防偽紙，它是一種雙層紙或多層紙，在紙的中間層面上附有用對紫外光敏感的稀土或納米材料構(gòu)成的圖形或文字，這種紙的制造方法，依次包括下列步驟，按多層紙生產(chǎn)的方法進(jìn)行原漿生產(chǎn)及填料加入，上網(wǎng)成紙，在未脫水的兩層紙之間加入附有用對紫外光敏感的稀土或納米材料構(gòu)成的圖形或文字的聚乙烯醇薄膜，然后進(jìn)行后處理，其中后處理至少包括壓榨去水和干燥去水，還可以根據(jù)用紙需要進(jìn)行表面施膠，壓光等后處理，其中，附有用對紫外光敏感的稀土或納米材料構(gòu)成的圖形或文字的聚乙烯醇薄膜可以采用印刷的方式制作。
在本實(shí)施例中，加入的聚乙烯醇薄膜上附有稀土材料，它們只有在紫外光的照射下，才會發(fā)光。當(dāng)紫外光照射它們的時候，它們吸收能量，使內(nèi)部的原子從穩(wěn)定狀態(tài)要遷到高能級。因?yàn)楦吣芗壥遣环€(wěn)定的，它們還要回到穩(wěn)定狀態(tài)，在回來時，他們要向外輻射光子。又因?yàn)椴煌牧陷椛涑龅墓庾硬ㄩL不一樣，因此我們運(yùn)用不同材料的組合、搭配、就象運(yùn)用不同色彩的油墨能印刷多采的圖畫一樣，而制作出帶有此種附著物的聚乙烯醇薄膜，制作出內(nèi)含發(fā)光圖文的防偽藝術(shù)紙。在紫外光的照射下，呈現(xiàn)出美麗的圖文；如果加入的聚乙烯醇及其附著物是延時發(fā)光稀土材料，還可以制作出自發(fā)光的藝術(shù)紙；由于部分稀土金屬具有衰減的特性，利用這一點(diǎn)，可以用于具有中長期有效期的產(chǎn)品的防偽，比如有些藥物是兩年的有效期，而此產(chǎn)品的說明書內(nèi)含有兩年衰減期的稀土材料，有效期一過，紙張內(nèi)部的稀土圖案也減弱或消失，從而增加產(chǎn)品的防偽性，更有利于市場的監(jiān)管。
在本實(shí)施例中，加入的聚乙烯醇薄膜中如果有一層將納米TiO2粉體按一定比例加入到其中，則可以有效地遮蔽紫外線(一般認(rèn)為，其體系中只需含納米二氧化鈦0.5-1％，即可充分屏蔽紫外線)。如將納米層制成圖形圖案狀，或生產(chǎn)多層紙，在不同的層加入不同附著物的薄膜，則最后生產(chǎn)出的產(chǎn)品紙，紫外光照射不同的面時，可以得到不同的圖案。
實(shí)施例三本實(shí)施例用于制造一種內(nèi)含記憶金屬薄片、圖案文字狀記憶金屬條、金屬絲的藝術(shù)防偽紙，它是一種雙層紙或多層紙，在紙的中間層面上附有記憶金屬薄片等特殊物質(zhì)。本實(shí)施例的制造方法是，首先根據(jù)產(chǎn)品要求編制生產(chǎn)工藝、進(jìn)行附著物的設(shè)計，確定記憶金屬條的圖形，然后用包裝機(jī)把圖案形狀的金屬條夾帶在水溶性薄膜之間，按生產(chǎn)工藝進(jìn)行原漿生產(chǎn)及填料加入，在立式夾網(wǎng)的流漿出口與契形區(qū)之間加入條狀的、前述附有圖形狀金屬條的水溶性薄膜層，在上網(wǎng)成紙的同時完成附著物的加入過程，使附著物在未脫水的紙層之間然后進(jìn)行壓榨去水和干燥去水，表面施膠，壓光等后處理。從而生產(chǎn)出帶有圖形狀的記憶金屬的紙實(shí)施例四一種窗式藝術(shù)紙，它是一種雙層紙或多層紙，在紙的中間層面上加入含有附著物的聚乙烯醇薄膜，紙張的表層設(shè)有開口，附著在聚乙烯醇薄膜上的附著物分別是有納米涂層和激光防偽標(biāo)記的聚脂層。聚脂層按紙張總外觀的開口設(shè)計間斷排列，每片聚脂層的面積略大于紙張表面的開口。聚脂層置于兩聚乙烯醇薄膜之間。然后在脫水壓榨前，加入在未脫水的、在圓網(wǎng)和長網(wǎng)上形成的兩層紙之間，并通過自動控制裝置，將聚脂層和在圓網(wǎng)上制作形成的紙張表層開口重合，然后進(jìn)入后處理程序。從而生產(chǎn)出帶有塑料窗口的藝術(shù)防偽紙。透過塑料窗口可以看到納米涂層或激光防偽標(biāo)記。
實(shí)施例五參見附圖3所示，本實(shí)施例用于制造一種內(nèi)含納米涂層的紙它是一種雙層紙或多層紙，在紙的中間層面上加入含有納米涂層的聚乙烯醇薄膜。納米材料涂層具有廣泛變化的光學(xué)性能。它的光學(xué)透射譜可從紫外波段一直延伸到遠(yuǎn)紅外波段。納米多層組合涂層經(jīng)過處理后在可見光范圍內(nèi)出現(xiàn)熒光，用于多種光學(xué)應(yīng)用需要。在各種基材表面施以納米材料涂層，成為發(fā)光、反光基材；改變納米涂層的組成和特性，得到光致變色，溫致變色，電致變色等效應(yīng)，產(chǎn)生特殊的防偽，識別手段。80nm的氧化釔可作為紅外屏蔽涂層，反射熱的效率很高。經(jīng)過納米復(fù)合的涂層，具有優(yōu)異的電磁性能。納米粒子涂層具有良好的吸波能力，能用于隱身涂層。納米氧化鈦、氧化鉻、氧化鐵和氧化鋅等具有半導(dǎo)體性質(zhì)的粒子，加入到樹脂中形成涂層，有很好的靜電屏蔽性能；80nm的鈦酸鋇可作為高介電絕緣涂層，40nm的四氧化三鐵能用于磁性涂層；由于利用現(xiàn)有的涂層技術(shù)，針對涂層的性能，添加納米材料，都可以獲得納米復(fù)合體系涂層。納米涂層的實(shí)施對象既可以是傳統(tǒng)材料基體，也可以是粉末顆粒或是纖維。凡是傳統(tǒng)表面涂層技術(shù)，都可以用來或者稍加改造，實(shí)現(xiàn)納米材料復(fù)合涂層。涂層中引入納米材料，可顯著地提高材料的耐高溫、抗氧化性。納米材料涂層可以提高基體的腐蝕防護(hù)能力，達(dá)到表面修飾、裝飾目的。在油漆或涂料中加入納米顆粒，可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力，能夠耐大氣，紫外線侵害，從而實(shí)現(xiàn)防降解，防變色等功效。
用聚乙烯醇薄膜把不同的納米材料復(fù)合材料在進(jìn)入壓榨時轉(zhuǎn)移并制作到紙張中間，從而使生產(chǎn)出的紙張，表現(xiàn)出相應(yīng)的特性。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)含附著物的紙的制造方法，依次包括下列步驟，原漿生產(chǎn)及填料加入、上網(wǎng)成紙和后處理，其中后處理至少包括壓榨去水和干燥去水，其特征在于在所述的上網(wǎng)成紙至后處理的壓榨去水步驟中，加入結(jié)合有附著物的水溶性聚合物薄膜層。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)含附著物的紙的制造方法，其特征在于所述的上網(wǎng)成紙步驟采用夾網(wǎng)紙機(jī)實(shí)現(xiàn)，在上網(wǎng)成紙的同時加入結(jié)合有附著物的水溶性聚合物薄膜層。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)含附著物的紙的制造方法，其特征在于在上網(wǎng)成紙步驟結(jié)束后、壓榨去水步驟結(jié)束前加入結(jié)合有附著物的水溶性聚合物薄膜層。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)含附著物的紙的制造方法，其特征在于所述的水溶性聚合物為天然的水溶性聚合物。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)含附著物的紙的制造方法，其特征在于所述的水溶性聚合物為半合成的水溶性聚合物。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)含附著物的紙的制造方法，其特征在于所述的水溶性聚合物為合成的水溶性聚合物。
7.如權(quán)利要求1或4或5或6所述的內(nèi)含附著物的紙的制造方法，其特征在于所述附著物與水溶性聚合物薄膜層的結(jié)合方法，包括將附著物通過粘貼、焊接、包裹、印刷、涂層、涂布、夾帶、鍍膜等方式與薄膜結(jié)合，也包括將水溶性聚合物涂布、涂層覆蓋到附著物及其基材上，以及將水溶性聚合物與附著物混合形成薄膜層的方法。
8.如權(quán)利要求7所述的內(nèi)含附著物的紙的制造方法，其特征在于所述加入的水溶性聚合物薄膜層可以是非連續(xù)的膜層，如網(wǎng)狀的、條狀的或者有穿孔的膜層，所述的孔可以是幾何形狀、文字或圖案形狀。
9.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)含附著物的紙的制造方法，其特征在于所述的合成的水溶性聚合物為聚乙烯醇，包括水溶性和冷水不溶性的聚乙烯醇，也可以是兩者的結(jié)合。
10.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)含附著物的紙的制造方法，其特征在于可以加入多層所述的水溶性聚合物薄膜層。
全文摘要
一種內(nèi)含附著物的紙的制造方法，依次包括下列步驟，原漿生產(chǎn)及填料加入、上網(wǎng)成紙和后處理，其中后處理至少包括壓榨去水和干燥去水，其特征在于在所述的上網(wǎng)成紙至后處理的壓榨去水步驟中，加入結(jié)合有附著物的水溶性聚合物薄膜層。用本發(fā)明方法制作的紙張，其附著物位于紙張內(nèi)部，不影響紙張的原有特性，同時又有較好的防偽性和藝術(shù)性，附著物與紙張的結(jié)合性良好；同時，本方法只需對現(xiàn)有設(shè)備作簡單改造，投入小。
文檔編號D21H23/00GK1417414SQ011341
公開日2003年5月14日 申請日期2001年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月29日
發(fā)明者尹萬森 申請人:尹萬森