專利名稱：文化用紙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種文化用紙。
背景技術(shù)：
文化用紙在印刷、打印、復(fù)印、書寫過程中需與油、墨接觸，當(dāng)表面抗油抗?jié)衲芰Σ粔驎r，紙張會產(chǎn)生破洞、起毛等現(xiàn)象，因此文化用紙需要較高的表面強度以保持紙張在后處理過程中的品質(zhì)。目前，為了降低生產(chǎn)成本、增加紙張松厚度，高得率漿在文化用紙生產(chǎn)中的使用越來越廣泛(注除化學(xué)漿外，高得率漿泛指得率在65%以上的半化學(xué)漿、化學(xué)機械漿、木片磨木漿、熱磨機械漿、化學(xué)熱磨機械漿、磨石磨木漿、壓力磨石磨木漿等所有造紙用漿)。然而高得率漿的使用亦使紙張干、濕強度均降低，降低了成品紙張品質(zhì)及加工效率。為了提高紙張的強度，一般多采用機械打漿，而打漿程度越高，其動力消耗就越大且紙機網(wǎng)部脫水及干燥也越困難，需投入更多的能耗，同時亦會改變紙張透氣度、不透明度等，影響紙張的印刷適性。亦有向漿料中加入特長植物纖維(如棉、麻)及化學(xué)助劑(如干、濕強劑)等方法以提高紙張干、濕強度,但這類方法需增加材料成本,且增加了抄造工藝的復(fù)雜性及投資成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種文化用紙，其使用含高得率漿的漿料抄造且具有較高的強度。一種文化用紙，其包括基材原紙及施加于基材原紙至少一個表面上的乳膠組合物層，該乳膠組合物層通過將乳膠組合物施加在基材原紙表面干燥形成，抄造該基材原紙的漿料中含有漂白化學(xué)漿及高得率漿，其中漿料中高得率漿的質(zhì)量百分含量為20%-75%，剩余的為漂白化學(xué)漿；該乳膠組合物含有環(huán)氧基官能聚合物、環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物及適量的水，其中環(huán)氧基官能聚合物的質(zhì)量為環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物的質(zhì)量的5%-100% ;該環(huán)氧基官能聚合物指含有環(huán)氧基的聚合物，具體包括水溶性聚官能環(huán)氧樹脂、環(huán)氧基-改性的有機反應(yīng)性硅酮、縮水甘油基環(huán)氧樹脂、脂肪族非縮水甘油基環(huán)氧樹脂、環(huán)脂肪族非縮水甘油基環(huán)氧樹脂；該環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物為含有羧基、羥基、巰基、酐、胺、酰胺、氰基、酯基中的至少一種官能基團的聚合物。本發(fā)明的文化用紙的基材原紙采用高得率漿、漂白化學(xué)漿兩種植物纖維，高得率漿的使用降低了文化用紙的生產(chǎn)成本；并在基材原紙表面施加一種特殊乳膠組合物，保證使所述文化用紙具有高干強度、濕強度、濕韌性、濕干比，提升了產(chǎn)品的品質(zhì)，擴大了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。此外，該乳膠組合物可低溫固化，可顯著降低生產(chǎn)能耗。
具體實施例方式本發(fā)明的文化用紙，其包括基材原紙及施加于基材原紙至少一個表面上的乳膠組合物層。該乳膠組合物層通過將乳膠組合物施加在基材原紙表面干燥形成，用以提高基材原紙的濕強。該乳膠組合物的施加量為基材原紙的質(zhì)量的3%-30%。抄造該基材原紙的楽·料中含有漂白化學(xué)衆(zhòng)及聞得率楽·，其中楽·料中聞得率楽■的質(zhì)量百分含量為20%-60%，剩余的為漂白化學(xué)漿。該漿料中優(yōu)選添加總漿料質(zhì)量的O. 1%-0. 3%的濕強劑。該濕強劑為傳統(tǒng)的常用濕強劑，具體可為聚酰胺環(huán)氧樹脂(PAE)、聚乙烯胺(PVAm)、陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)、三聚氰胺甲醛樹脂(MF)、脲醛樹脂(UF)、聚乙烯亞胺(PEI)中的至少一種。該基材原紙的基重介于30 250g sm之間。該乳膠組合物含有環(huán)氧基官能聚合物、環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物及適量的水，其中環(huán)氧基官能聚合物的質(zhì)量為環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物的質(zhì)量的5%-100%。水的添加量可根據(jù)生產(chǎn)工藝上所需濃度進(jìn)行添加。該環(huán)氧基官能聚合物指含有環(huán)氧基的聚合物，具體包括水溶性聚官能環(huán)氧樹脂、環(huán)氧基-改性的有機反應(yīng)性硅酮、縮水甘油基環(huán)氧樹脂、脂肪族非縮水甘油基環(huán)氧樹脂、環(huán)脂肪族非縮水甘油基環(huán)氧樹脂。其中該水溶性聚官能環(huán)氧樹脂包括聚胺-表氯醇在堿性條 件下縮合的濕強度樹脂。該縮水甘油基環(huán)氧樹脂包括縮水甘油基醚、縮水甘油基酯和縮水甘油基胺樹脂。環(huán)氧基官能聚合物的環(huán)氧基數(shù)目越多越能增強交聯(lián)的程度，但粘度也隨之增加，因此環(huán)氧基官能聚合物中環(huán)氧基的數(shù)目需按最終產(chǎn)品需求進(jìn)行調(diào)整，特別適用于起皺生活用紙的環(huán)氧基官能聚合物包括聚酰胺環(huán)氧氯丙烷類濕強劑，如Hercules Inc.生產(chǎn)的Kymene系列的表氯醇樹脂。該環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物為含有羧基、羥基、巰基、酐、胺、酰胺、氰基、酯基中的至少一種官能基團的聚合物，優(yōu)選的官能基團為羧基和醇基。這些官能基團與環(huán)氧基有高反應(yīng)活性。該環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物由兩種及以上單一單體聚合物按不同比例混合而成，或是由兩種及以上單體共聚而成多元共聚物組成。優(yōu)選的，該多元共聚物由丙烯酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯三類單體中的至少兩種共聚而成，按反應(yīng)性及親水性的需要可以調(diào)整此三種單體的百分比制作不同的共聚物，例如醋酸乙烯酯類混合物CelaneseX-LINK 2819,苯乙烯、丙烯酸類混合物BASF Basonal lOOOap，苯乙烯、丁二烯類混合物Ciba AG LATEXIA 302GT,苯乙烯、丁二烯羧化物類混合物L(fēng)G YL LG 760。構(gòu)成含羧基的環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物其單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸以及羧基與不飽和碳相連的二羧酸，且丙烯酸和甲基丙烯酸單體包括丙烯酸和甲基丙烯酸及其低級烷基酯和芳香族衍生物。構(gòu)成含羧基的環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物的單體優(yōu)選為丙烯酸和甲基丙烯酸。且構(gòu)成含羧基的環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物的單體的質(zhì)量大約占乳膠組合物質(zhì)量的1%_50%。上述丙烯酸和甲基丙烯酸單體包括丙烯酸和甲基丙烯酸及其低級烷基酷和芳香族衍生物。進(jìn)一步的，該乳膠組合物中選擇性地添加有其他功能性助劑，如潤濕劑，增稠劑，分散劑，填充劑，成膜劑等；這些功能性助劑均為常規(guī)造紙領(lǐng)域乳膠的慣用的，其具體成份在本發(fā)明中將不進(jìn)行詳述。更進(jìn)一步的，該乳膠組合物中還可選擇性添加常規(guī)的表面施膠劑乳酪素、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素(CMC)、蠟、氧化淀粉、雙醛淀粉等中的一種或多種。制備本發(fā)明的該乳膠組合物，可先將環(huán)氧基官能聚合物調(diào)至pH>7，然后將環(huán)氧基官能聚合物與環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物混合反應(yīng)，再選擇性地添加其他功能性助劑，例如潤濕齊U，增稠劑，分散劑，填充劑等，然后攪拌30min以上即可完成乳膠組合物的制備。也可不調(diào)節(jié)環(huán)氧基官能聚合物的pH直接將環(huán)氧基官能聚合物和環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物混合，不調(diào)節(jié)也可增加濕強，但是調(diào)節(jié)環(huán)氧基官能聚合物的pH>7后濕強度增加效果更加顯著。該乳膠組合物可采用不同的添加方式添加基材原紙表面，單面或雙面(優(yōu)選雙面)，添加方式包括浸潰、涂布、噴涂等。經(jīng)乳膠組合物處理后的基材原紙置于室溫(<40°C )下晾干，濕強度可于48小時內(nèi)達(dá)到乳膠組合物完全固化后紙張濕強度的60% 100%，這說明該乳膠組合物可完全通過室溫固化，不僅可降低能耗且能避免高溫固化時副反應(yīng)的發(fā)生。室溫干燥固化后，紙張濕強度可提高至基材原紙的2-4倍，濕干比可提升至45% 50%(基材原紙的濕干比為25%左右)。如產(chǎn)品需要，為確保最終紙張含水量達(dá)到產(chǎn)品要求，處理后的紙張采用氣干、電干等干燥工藝。本發(fā)明的文化用紙的基材原紙采用高得率漿、漂白化學(xué)漿兩種植物纖維，高得率漿的使用降低了文化用紙的生產(chǎn)成本；并在基材原紙表面施加一種特殊乳膠組合物，保證使所述文化用紙具有高干強度、濕強度、濕韌性、濕干比，提升了產(chǎn)品的品質(zhì)，擴大了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。此外，該乳膠組合物中的環(huán)氧基官能聚合物、環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物二者混合在室溫下即可反應(yīng)固化，即乳膠組合物可低溫固化，可顯著降低生產(chǎn)能耗。 下面通過實施例來對本發(fā)明進(jìn)行具體說明。實施例I(I)選擇聚酰胺環(huán)氧氯丙烷類聚合物Kymene 557H (含水，固含量為12. 5%)作為環(huán)氧基官能聚合物，醋酸乙烯酯類混合物Celanese X-LINK 2819 (含水，固含量為50%)作為環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物，先將Kymene 557H的pH調(diào)至7，然后按1:2的固含量比例將二者混合,加入去離子水,配成固含量為25%的乳膠組合物后，攪拌30min使其充分混勻。(2)配置漿料(含65wt%的漂白化學(xué)漿與35wt%的高得率漿)，漿料中添加有O. lwt%的濕強劑PAE，使用該漿料抄造基材原紙，該基材原紙為無碳復(fù)寫紙底紙，基重為70g/cm2，濕干比為9%。(3)采用單面涂法將配好的乳膠組合物添加到基材原紙，乳膠組合物相對于基材原紙的質(zhì)量添加比為12%，處理后紙張置于室溫下晾干，放置48小時或在120°C條件下固化5秒。對比例I另將與實施例I中同樣的基材原紙涂覆實施例I使用的環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物(醋酸乙烯酯類混合物Celanese X-LINK 2819)，作為對比例I。將基材原紙、固化后的實施例I和對比例I所制得的紙張裁成I英寸*3英寸大小，采用Zwick/Roell拉力儀測定紙張的干濕強度。測試結(jié)果如表一所示。表一
權(quán)利要求
1.一種文化用紙，其包括基材原紙及施加于基材原紙至少一個表面上的乳膠組合物層，該乳膠組合物層通過將乳膠組合物施加在基材原紙表面干燥形成，其特征在于抄造該基材原紙的漿料中含有漂白化學(xué)漿及高得率漿，其中漿料中高得率漿的質(zhì)量百分含量為20%-75%，剩余的為漂白化學(xué)漿；該乳膠組合物含有環(huán)氧基官能聚合物、環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物及適量的水，其中環(huán)氧基官能聚合物的質(zhì)量為環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物的質(zhì)量的5%-100% ；該環(huán)氧基官能聚合物指含有環(huán)氧基的聚合物，具體包括水溶性聚官能環(huán)氧樹脂、環(huán)氧基-改性的有機反應(yīng)性硅酮、縮水甘油基環(huán)氧樹脂、脂肪族非縮水甘油基環(huán)氧樹脂、環(huán)脂肪族非縮水甘油基環(huán)氧樹脂；該環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物為含有羧基、羥基、巰基、酐、胺、酰胺、氰基、酯基中的至少一種官能基團的聚合物。
2.如權(quán)利要求I所述的文化用紙，其特征在于該漿料中還添加有漿料質(zhì)量的0.1%-0. 3%的濕強劑。
3.如權(quán)利要求2所述的文化用紙，其特征在于該濕強劑包括聚酰胺環(huán)氧樹脂、聚乙烯胺、陽離子聚丙烯酰胺、三聚氰胺甲醛樹脂、脲醛樹脂、聚乙烯亞胺中的至少一種。
4.如權(quán)利要求I所述的文化用紙，其特征在于該水溶性聚官能環(huán)氧樹脂包括聚胺-表氯醇在堿性條件下縮合的濕強度樹脂；該縮水甘油基環(huán)氧樹脂包括縮水甘油基醚、縮水甘油基酯和縮水甘油基胺樹脂。
5.如權(quán)利要求I所述的文化用紙，其特征在于該環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物由兩種及以上單一單體聚合物按不同比例混合而成，或是由兩種及以上單體共聚而成多元共聚物組成。
6.如權(quán)利要求5所述的文化用紙，其特征在于該多元共聚物由丙烯酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯三類單體中的至少兩種共聚而成。
7.如權(quán)利要求5所述的文化用紙，其特征在于構(gòu)成含羧基的環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物其單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸以及羧基與不飽和碳相連的二羧酸，且丙烯酸和甲基丙烯酸單體包括丙烯酸和甲基丙烯酸及其低級烷基酯和芳香族衍生物。
8.如權(quán)利要求I所述的文化用紙，其特征在于該乳膠組合物中還選擇性添加有其他功能性助劑中的至少一種，其他功能性助劑包括潤濕劑，增稠劑，成膜劑，分散劑，填充劑。
9.如權(quán)利要求I所述的文化用紙，其特征在于該乳膠組合物的制備預(yù)先將環(huán)氧基官能聚合物調(diào)至pH>7，然后將環(huán)氧基官能聚合物與環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物混合。
10.如權(quán)利要求I所述的文化用紙，其特征在于該乳膠組合物中還選擇性添加有表面施膠劑，該表面施膠劑為乳酪素、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、蠟、氧化淀粉、雙醛淀粉中的一種或多種。
11.如權(quán)利要求I所述的文化用紙，其特征在于該基材原紙的基重介于30-250gsm之間。
12.如權(quán)利要求I所述的文化用紙，其特征在于該乳膠組合物的施加量為基材原紙的質(zhì)量的3%-30%。
全文摘要
一種文化用紙，其包括基材原紙及施加于基材原紙至少一個表面上的乳膠組合物，抄造該基材原紙的漿料中含有漂白化學(xué)漿及高得率漿，其中漿料中高得率漿的質(zhì)量百分含量為20%-75%，剩余的為漂白化學(xué)漿；該乳膠組合物含有環(huán)氧基官能聚合物、環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物及適量的水，其中環(huán)氧基官能聚合物的質(zhì)量為環(huán)氧基反應(yīng)性聚合物的質(zhì)量的5%-100%。本發(fā)明的文化用紙的基材原紙采用高得率漿，降低了文化用紙的生產(chǎn)成本；并在基材原紙表面施加一種特殊乳膠組合物，保證使所述文化用紙具有高干強度、濕強度、濕韌性、濕干比。
文檔編號D21H19/20GK102978998SQ201210519
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者高雅, 張東麗, 何林燕, 陳善樑 申請人:金紅葉紙業(yè)集團有限公司