一种未涂布的数码纸及其制备方法
阅读说明：本技术 一种未涂布的数码纸及其制备方法 (Uncoated digital paper and preparation method thereof ) 是由 李情兰 许正茂 韦克 于 2020-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种未涂布的数码纸及其制备方法,属于造纸技术领域。本发明使用湿部化学品、表面化学品及剥离剂对纸张进行处理,使纸张表面细腻、墨水喷到纸表面能快速与纸页结合而且不扩散,迅速锁定墨水,即使遇水也不容易扩散开,达到改善数码喷墨印刷的印刷质量和色彩稳定性的效果。本发明未涂布的数码纸,可以丰富产品结构,提升产品形象；本发明数码纸的研发紧密结合目前数码技术和印刷行业的发展,把握市场发展方向,能够适应各种印刷要求,市场前景广阔。(The invention relates to uncoated digital paper and a preparation method thereof, belonging to the technical field of papermaking. The paper is treated by the wet end chemicals, the surface chemicals and the stripping agent, so that the surface of the paper is fine and smooth, the ink is sprayed on the surface of the paper and can be quickly combined with the paper sheet without diffusion, the ink is quickly locked and cannot be easily diffused even when meeting water, and the effects of improving the printing quality and the color stability of the digital ink-jet printing are achieved. The uncoated digital paper can enrich the product structure and improve the product image; the research and development of the digital paper of the invention are closely combined with the development of the present digital technology and printing industry, the market development direction is grasped, various printing requirements can be adapted, and the market prospect is wide.)
技术领域
本发明涉及一种未涂布的数码纸及其制备方法，属于造纸技术领域。
背景技术
现有的印刷方式主要有胶版印刷、碳粉数码印刷、喷墨数码印刷和电子油墨数码印刷。胶板印刷质量好，是目前主流的出版印刷方式；但其需要制版，不可变信息印刷，灵活性较差，且印量较低时，单张成本较高。碳粉数码印刷质量好，可变信息印刷；但其速度慢，温度高，纸张容易卷曲，成本高。喷墨数码印刷可变信息印刷，相对胶印和碳粉类数码印刷，成本低，使用原装墨印刷质量可以接受；但印刷质量有待提高，很难短期内替代胶印，且对纸张的要求较高。电子油墨数码印刷可变信息印刷，印刷质量较好；但需要印刷机、电子油墨、电子涂料同时使用，纸处理成本较高。
数码喷墨印刷技术具有成本低的特性，但由于印刷后质量不佳推广有难度。目前市场上有微量涂布数码纸，即在原纸上通过表面施胶技术，涂一定量的特有胶料，提高墨水的吸收性和色彩稳定性，从而提高印刷质量，但这种方案成本高，如果在非涂布纸机上生产有难度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种未涂布的数码纸及其制备方法，该制备方法能提高未涂布的纸数码喷墨印刷的质量。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种未涂布的数码纸的制备方法，所述制备方法包括浆料碎解及出渣、打浆、配浆、上浆、上网、压榨脱水、纸页前干燥、纸页表面处理、纸页后干燥、纸页硬压光处理、纸页卷取步骤，
上述步骤中使用的湿部化学品包括如下用量的组分：碳酸钙100-400kg/吨纸、烷基烯酮二聚体5-10kg/吨纸(在配浆工段添加)、硅胶2-3kg/吨纸(在上浆工段添加)、聚丙烯酰胺0.15-0.4kg/吨纸(在上浆工段添加)、两性聚丙烯酰胺微粒0.15-0.4kg/吨纸(在上浆工段添加)、打浆酶0.1-0.5kg/吨纸(在打浆工段添加)、消泡剂0.2-0.4kg/吨纸(在上浆工段添加)、杀菌剂0.2-1.5kg/吨纸、固着剂0.2-0.5kg/吨纸(在配浆之前工段添加)、包裹剂1-3kg/吨纸(在填料中添加)；所述包裹剂包括包裹剂1和包裹剂2；
上述工艺中使用的表面化学品包括如下用量的组分：原淀粉25-60kg/吨纸、淀粉酶0.02-0.1kg/吨纸、氯化钙8-10kg/吨纸、阳离子高分子稳色剂5-15kg/吨纸、纳米级二氧化硅1-5kg/吨纸；
上述工艺中还使用0.1-0.3kg/吨纸的剥离剂。
本发明在湿部化学品中，使用硅胶配合聚丙烯酰胺及微粒，能更好地保持纸机系统的清洁，让纸张洁白无杂质；使用固着剂能有效地控制系统的阴离子垃圾，为在纸张表面添加阳离子化学品奠定好基础；所述使用包裹剂2种，包裹剂1是为聚丙烯酰胺接枝的功能团单体，是网状的结构，对重质碳酸钙和轻质碳酸钙进行分别的处理，将重质碳酸钙的粒径从2um左右提高到10-15um，将轻质碳酸钙的粒径从3um左右提高到15um左右使填料形成小球状；包裹剂2主要由阴离子高分子淀粉和壳聚糖配制，是一种阴离子线性高分子物质，可以对填料的小球进行固着，提高填料球的稳定性。通过这种方法处理填料后，填料在纸张中的稳定性更好，可以减少使用过程中的纸粉量，同时还可以提高纸张的松厚度。
本发明通过添加及少量的烷基烯酮二聚体，使纸张的吸水值控制在40-100gsm，使纸张具有很好的吸水性，在打印时，可以快速地吸收墨水；在烘缸表面使用剥离剂，使纸张在干燥的过程中容易不容易粘附烘缸，使纸张表面干净无纸粉纸毛；阳离子高分子稳色剂、氯化钙、二氧化硅按照一定的比例配置在原淀粉中，将这些化学品应用于纸张的表面，高分子稳色剂是一种高分子的阳离子物质，对阴离子的墨水具有很强的锁定效果，并且该高分子物质使墨水在纸张表面保持有很高的稳定性，起到双重锁定的作用；氯化钙能有效的消除静电，还有很强的吸水性能，纸张在喷墨打印过程中，氯化钙能快速锁定墨水，避免墨水扩散，再增加一道锁定墨水的作用；二氧化硅是一种非常细腻的表面处理剂，因为粒径小，涂在纸张表面能够使纸张表面很光滑平整，能有效增加墨水的吸收效果，在打印过程中能很好地提高纸张的色彩效果。通过这些化学品按照一定比例的配用，达到数码纸的不同要求。
作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述湿部化学品包括如下用量的组分：碳酸钙150-200kg/吨纸、烷基烯酮二聚体6-7kg/吨纸、硅胶2.5kg/吨纸、聚丙烯酰胺0.2-0.3kg/吨纸、两性聚丙烯酰胺微粒0.2-0.3kg/吨纸。
作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述表面化学品包括如下用量的组分：原淀粉30-40kg/吨纸、淀粉酶0.02-0.1kg/吨纸、氯化钙10kg/吨纸、阳离子高分子稳色剂8-10kg/吨纸、纳米级二氧化硅5kg/吨纸。
作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述浆料为100％全木浆，所述碳酸钙为重质碳酸钙和轻质碳酸钙，所述打浆酶为纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶中的至少一种，所述消泡剂为高脂肪醇类消泡剂，所述杀菌剂由硫酸铵和漂液(次氯酸钠)反应得到，所述固着剂为为阳离子低分子聚胺物质，所述包裹剂包括包裹剂1和包裹剂2，所述包裹剂1为聚丙烯酰胺接枝的功能团单体，所述包裹剂2为阴离子高分子淀粉和壳聚糖，所述剥离剂为聚酰胺类剥离剂或矿物油类剥离剂，所述阳离子高分子稳色剂为多胺类缩聚体。
优选地，所述杀菌剂是硫酸铵和漂液经过反应器反应，生成一价氯铵进行微生物控制杀菌；所述固着剂是用于消除阴离子的干扰物质，采用电荷中和、吸附或者凝聚等方法消除或减少纸机系统的阴离子干扰物质；所述包裹剂1为聚丙烯酰胺接枝的功能团单体，对重质碳酸钙和轻质碳酸钙进行分别的处理，将重质碳酸钙的粒径从2um左右提高到10-15um，将轻质碳酸钙的粒径从3um左右提高到15um左右使填料形成小球状；包裹剂2主要由阴离子高分子淀粉和壳聚糖配制，是一种阴离子线性高分子物质，可以对填料的小球进行固着，提高填料球的稳定性。通过这种方法处理填料后，填料在纸张中的稳定性更好，可以减少使用过程中的纸粉量，同时还可以提高纸张的松厚度。
作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述浆料碎解及出渣工艺为将长纤维硫酸盐木浆、短纤维硫酸盐木浆按5％的浓度碎解，在碎浆过程中加入打浆酶，以保证打浆酶与纤维有足够的接触时间，浆料在4％的浓度下经过高浓除渣器处理，然后在BCTMP浆中加入固着剂。
优选地，所述长纤维硫酸盐木浆为进口加拿大马牌漂白针叶木浆、进口加拿大海豚牌漂白针叶木浆或进口智利银星漂白针叶木浆；短纤维硫酸盐木浆为印尼小叶相思木浆、山东日照亚太森博相思木浆、山东日照亚太森博纯桉木浆或山东日照亚太森博混桉木浆；化学机械浆为天柏牌、水晶牌或骑士牌的化学机械浆。
作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述打浆工艺为将碎解后的浆料以4％的浓度打浆，在打浆酶的化学作用和磨片的机械作用下，达到优化纤维分丝帚化的效果；所述配浆工艺为按比例配浆，配浆完成后，加入包裹剂处理后的轻质碳酸钙；所述上浆工艺为加入包裹剂处理后的重质碳酸钙，然后加入硅胶、聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺微粒，并将杀菌剂加入白水系统和损纸系统中；所述上网工艺为将浓度1.0-1.5％的浆料经过流浆箱上网，经成形辊、加载单位、真空室、高真空箱脱水，经脱水后纸页的干度为15-25％。
作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述压榨脱水工艺中经过二道靴压后纸页的干度为47-55％；所述纸页前干燥工艺中纸页通过单排烘缸干燥后的干度为90-97％，并在第一烘缸表面加入剥离剂，使纸张在干燥的过程中容易不容易粘附烘缸，使纸张表面干净无纸粉纸毛；所述纸页表面处理工艺中采用计量施胶技术对纸页进行表面处理，使用酶转化技术蒸煮原淀粉，然后加入阳离子高分子稳色剂、氯化钙、纳米级二氧化硅、消泡剂。
作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述纸页后干燥工艺为通过后干燥将表面处理后的纸页中的水分去除。
作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述纸页硬压光处理工艺中采用可控中高辊对纸页进行硬压光处理，硬压光加载压力为20-100KN/m，采用硬压光技术可以减少纸张的粗糙度(或平滑度)的两面差。
作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述轻质碳酸钙的粒径为10-15um，所述重质碳酸钙的粒径为15um。
第二方面，本发明提供了上述制备方法制备得到的未涂布的数码纸。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明使用上述化学品对纸张进行处理，使纸张表面细腻、墨水喷到纸表面能快速与纸页结合而且不扩散，迅速锁定墨水，即使遇水也不容易扩散开，达到改善数码喷墨印刷的印刷质量和色彩稳定性的效果。
(2)本发明未涂布的数码纸，可以丰富产品结构，提升产品形象；数码纸的研发紧密结合目前数码技术和印刷行业的发展，把握市场发展方向，能够适应各种印刷要求，市场前景广阔。
附图说明
图1为本发明未涂布的数码纸的制备方法流程图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明未涂布的数码纸的制备方法流程图如图1所示。
实施例1
一种未涂布的数码纸的制备方法，所述制备方法包括浆料碎解及出渣、打浆、配浆、上浆、上网、压榨脱水、纸页前干燥、纸页表面处理、纸页后干燥、纸页硬压光处理、纸页卷取工艺，其特征在于，
上述工艺中使用的湿部化学品包括如下用量的组分：碳酸钙400kg/吨纸、烷基烯酮二聚体5kg/吨纸(在配浆工段添加)、硅胶2kg/吨纸、聚丙烯酰胺0.15kg/吨纸、两性聚丙烯酰胺微粒0.4kg/吨纸、打浆酶0.1kg/吨纸、消泡剂0.2kg/吨纸、杀菌剂0.2kg/吨纸、固着剂0.5kg/吨纸、包裹剂3kg/吨纸；
上述工艺中使用的表面化学品包括如下用量的组分：原淀粉25kg/吨纸、淀粉酶0.02kg/吨纸、氯化钙10kg/吨纸、阳离子高分子稳色剂5kg/吨纸、纳米级二氧化硅1kg/吨纸；
上述工艺中还使用0.1kg/吨纸的剥离剂；
所述浆料为100％全木浆，所述碳酸钙为重质碳酸钙和轻质碳酸钙，所述打浆酶为纤维素酶，所述消泡剂为高脂肪醇类消泡剂，所述杀菌剂由硫酸铵和漂液(次氯酸钠)反应得到，所述固着剂为为阳离子低分子聚胺物质，所述包裹剂为聚丙烯酰胺接枝的功能团单体，所述包裹剂1为聚丙烯酰胺接枝的功能团单体，所述包裹剂2为阴离子高分子淀粉和壳聚糖，所述剥离剂为聚酰胺类剥离剂或矿物油类剥离剂，所述阳离子高分子稳色剂为多胺类缩聚体。
所述浆料碎解及出渣工艺为将长纤维硫酸盐木浆、短纤维硫酸盐木浆按5％的浓度碎解，在碎浆过程中加入打浆酶，以保证打浆酶与纤维有足够的接触时间，浆料在4％的浓度下经过高浓除渣器处理，然后在BCTMP浆中加入固着剂；
所述打浆工艺为将碎解后的浆料以4％的浓度打浆，在打浆酶的化学作用和磨片的机械作用下，达到优化纤维分丝帚化的效果；所述配浆工艺为按比例配浆，配浆完成后，加入包裹剂处理后的轻质碳酸钙；所述上浆工艺为加入包裹剂处理后的重质碳酸钙，然后加入硅胶、聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺微粒，并将杀菌剂加入白水系统和损纸系统中；所述上网工艺为将浓度1.0-1.5％的浆料经过流浆箱上网，经成形辊、加载单位、真空室、高真空箱脱水，经脱水后纸页的干度为15-25％；
所述压榨脱水工艺中经过二道靴压后纸页的干度为47-55％；所述纸页前干燥工艺中纸页通过单排烘缸干燥后的干度为90-97％，并在第一烘缸表面加入剥离剂，使纸张在干燥的过程中容易不容易粘附烘缸，使纸张表面干净无纸粉纸毛；所述纸页表面处理工艺中采用计量施胶技术对纸页进行表面处理，使用酶转化技术蒸煮原淀粉，然后加入阳离子高分子稳色剂、氯化钙、纳米级二氧化硅、消泡剂；
所述纸页后干燥工艺为通过后干燥将表面处理后的纸页中的水分去除；所述纸页硬压光处理工艺中采用可控中高辊对纸页进行硬压光处理，硬压光加载压力为20-100KN/m，采用硬压光技术可以减少纸张的粗糙度(或平滑度)的两面差。
实施例2
一种未涂布的数码纸的制备方法，所述制备方法包括浆料碎解及出渣、打浆、配浆、上浆、上网、压榨脱水、纸页前干燥、纸页表面处理、纸页后干燥、纸页硬压光处理、纸页卷取工艺，其特征在于，
上述工艺中使用的湿部化学品包括如下用量的组分：碳酸钙100kg/吨纸、烷基烯酮二聚体10kg/吨纸、硅胶3kg/吨纸、聚丙烯酰胺0.4kg/吨纸、两性聚丙烯酰胺微粒0.15kg/吨纸、打浆酶0.5kg/吨纸、消泡剂0.4kg/吨纸、杀菌剂1.5kg/吨纸、固着剂0.2kg/吨纸、包裹剂1kg/吨纸；
上述工艺中使用的表面化学品包括如下用量的组分：原淀粉60kg/吨纸、淀粉酶0.1kg/吨纸、氯化钙8kg/吨纸、阳离子高分子稳色剂15kg/吨纸、纳米级二氧化硅5kg/吨纸；
上述工艺中还使用0.3kg/吨纸的剥离剂；
所述浆料为100％全木浆，所述碳酸钙为重质碳酸钙和轻质碳酸钙，所述打浆酶为半纤维素酶，所述消泡剂为高脂肪醇类消泡剂，所述杀菌剂由硫酸铵和漂液(次氯酸钠)反应得到，所述固着剂为为阳离子低分子聚胺物质，所述包裹剂为聚丙烯酰胺接枝的功能团单体，所述包裹剂1为聚丙烯酰胺接枝的功能团单体，所述包裹剂2为阴离子高分子淀粉和壳聚糖，所述剥离剂为聚酰胺类剥离剂或矿物油类剥离剂，所述阳离子高分子稳色剂为多胺类缩聚体；
各工艺步骤同实施例1。
实施例3
一种未涂布的数码纸的制备方法，所述制备方法包括浆料碎解及出渣、打浆、配浆、上浆、上网、压榨脱水、纸页前干燥、纸页表面处理、纸页后干燥、纸页硬压光处理、纸页卷取工艺，其特征在于，
上述工艺中使用的湿部化学品包括如下用量的组分：碳酸钙300kg/吨纸、烷基烯酮二聚体7kg/吨纸、硅胶2.5kg/吨纸、聚丙烯酰胺0.3kg/吨纸、两性聚丙烯酰胺微粒0.3kg/吨纸、打浆酶0.2kg/吨纸、消泡剂0.3kg/吨纸、杀菌剂1.0kg/吨纸、固着剂0.3kg/吨纸、包裹剂2kg/吨纸；
上述工艺中使用的表面化学品包括如下用量的组分：原淀粉40kg/吨纸、淀粉酶0.05kg/吨纸、氯化钙9kg/吨纸、阳离子高分子稳色剂10kg/吨纸、纳米级二氧化硅3kg/吨纸；
上述工艺中还使用0.2kg/吨纸的剥离剂；
所述浆料为100％全木浆，所述碳酸钙为重质碳酸钙和轻质碳酸钙，所述打浆酶为纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶中的至少一种，所述消泡剂为高脂肪醇类消泡剂，所述杀菌剂由硫酸铵和漂液(次氯酸钠)反应得到，所述固着剂为为阳离子低分子聚胺物质，所述包裹剂为聚丙烯酰胺接枝的功能团单体，所述包裹剂1为聚丙烯酰胺接枝的功能团单体，所述包裹剂2为阴离子高分子淀粉和壳聚糖，所述剥离剂为聚酰胺类剥离剂或矿物油类剥离剂，所述阳离子高分子稳色剂为多胺类缩聚体；
各工艺步骤同实施例1。
效果例1
对实施例1～3制备得到的数码纸的质量进行检测，检测结果如表1所示。
表1
由表1可知，采用本发明的制备方法制备得到的数码纸符合80克数码纸生产指标和质量范围。
效果例2
为了考察本发明制备方法中各化学品对数码纸印刷质量和色彩稳定性的影响，设置了试验组1～5、对照组1～2及原配方。试验组1～5及对照组1～2中，仅各化学品的用量不同，如表2所示(化学品的用量单位均为kg/吨纸)，各化学品的物质选择及工工艺步骤均相同。同时，对制备得到的数码纸的印刷质量和色彩稳定性进行测试，测试结果如表3所示。
其中，原配方为碳酸钙300kg/吨纸、ASA 1.1kg/吨纸、膨润土2.5kg/吨纸、聚丙烯酰胺0.3kg/吨纸、两性聚丙烯酰胺微粒0.3kg/吨纸、消泡剂0.3kg/吨纸、杀菌剂1.0kg/吨纸；
色彩稳定性的测试方法为：评估遇水后的稳定性，将原配方的纸张和试验组1～5及对照组1～2的数码纸在喷墨打印后色块在去离子水里面浸泡1分钟后，放在避光的恒温恒湿的房间中晾干，然后用分光光度仪检测色块的色密度，计算KCMY色块褪色的情况。
扩散性的测试方法为：根据墨水的滴墨面积和字体的边缘粗糙度来判断。
墨水的速度的测试方法为：采用使用相同的墨量进行打印色图，然后检测色图的油墨密度，用来评估墨水锁定的速度，速度越快油墨密度越高，测试相对于原配方提高的百分比。
表2
表3
由表3可知，采用本发明方法制备得到的数码纸能快速与纸页结合而且不扩散，迅速锁定墨水，即使遇水也不容易扩散开，达到改善数码喷墨印刷的印刷质量和色彩稳定性的效果。对照组1～2中，各组分的用量不在本发明的范围内，制备得到的数码纸的性能不如本发明。并且，当湿部化学品包括如下用量的组分：碳酸钙15-20％、烷基烯酮二聚体6-7kg/吨纸、硅胶2.5kg/吨纸、聚丙烯酰胺0.2-0.3kg/吨纸、两性聚丙烯酰胺微粒0.2-0.3kg/吨纸，表面化学品包括如下用量的组分：原淀粉30-40kg/吨纸、淀粉酶0.02-0.1kg/吨纸、氯化钙10kg/吨纸、阳离子高分子稳色剂8-10kg/吨纸、纳米级二氧化硅5kg/吨纸时，制备得到的数码纸具有最佳的印刷质量和色彩稳定性。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种低过渡金属含量的高湿强废纸的制浆方法