一种表面施胶液和水彩画纸的制备方法
阅读说明：本技术 一种表面施胶液和水彩画纸的制备方法 (Preparation method of surface sizing solution and watercolor drawing paper ) 是由 石立明 李政 于 2020-11-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种表面施胶液和水彩画纸的制备方法,涉及纸张表面施胶技术领域。本发明提供的表面施胶液,包括胶剂和水,所述表面施胶液中胶剂的质量含量为2～8％；以重量份数计,所述胶剂包括以下组分：明胶100份；交联剂0～10份；抗水剂0～15份；所述交联剂和抗水剂不同时为0；所述交联剂包括甲醛和/或戊二醛；所述抗水剂包括有机氟化合物、苯丙乳液、烷基烯酮二聚体、石蜡乳液和中性松香胶中的一种或几种。采用本发明提供的表面施胶液制备水彩画纸,能够同时提高纸张的色彩还原性、耐擦性、抗水性和耐水洗性,满足水彩画纸的性能要求。(The invention provides a preparation method of a surface sizing solution and watercolor drawing paper, and relates to the technical field of paper surface sizing. The surface sizing agent provided by the invention comprises a sizing agent and water, wherein the mass content of the sizing agent in the surface sizing agent is 2-8%; the glue comprises the following components in parts by weight: 100 parts of gelatin; 0-10 parts of a crosslinking agent; 0-15 parts of a water repellent agent; the cross-linking agent and the water repellent agent are not 0 at the same time; the cross-linking agent comprises formaldehyde and/or glutaraldehyde; the water repellent agent comprises one or more of organic fluorine compounds, styrene-acrylic emulsion, alkyl ketene dimer, paraffin emulsion and neutral rosin size. The watercolor drawing paper prepared by the surface sizing solution provided by the invention can simultaneously improve the color reducibility, the scratch resistance, the water resistance and the water washing resistance of the paper, and meet the performance requirements of the watercolor drawing paper.)
技术领域
本发明涉及纸张表面施胶技术领域，具体涉及一种表面施胶液和水彩画纸的制备方法。
背景技术
绘画用纸主要分为两大类：一类是中国画用纸，一类是西洋画用纸。中国画用纸包括宣纸、桑皮纸和夹江纸等，西洋画用纸包括水彩画纸、油画纸和版画纸等。水彩画纸是专门供美术界绘制水彩画用的一种高级绘画纸。随着水彩画在我国的蓬勃发展，水彩画纸得到了广泛的应用。水彩画纸作为水彩画的承载物，其纸张特性对水彩画各种技法的实现起到至关重要的作用，为了满足水彩画的作画要求，水彩画纸需要具有抗水性、耐擦性、色彩还原性和耐水洗性等性能。耐擦性是指用橡皮擦拭铅笔构图后纸面不应有起毛现象；色彩还原性是指颜料在干燥与润湿时颜色的差异；耐水洗性是指水彩画纸要求颜料在纸张表面干燥后，用清水可以将颜料洗去重新作画。
水彩画纸关键性能主要是通过表面施胶工艺来实现。表面施胶是造纸工业最常用的提高纸张性能的方法之一，可有效提高纸张的抗水性、形稳性和表面强度等性能。较常用的表面施胶剂有淀粉、AKD、ASA、石蜡、苯乙烯、PVA、CMC、明胶、壳聚糖、蜡乳液等很多种类，每类表面施胶剂的作用效果不尽相同。能够应用于水彩画纸的表面施胶剂也很多，如中国专利CN107268316A介绍了一种水彩书画纸的生产方法，该方法采用淀粉进行表面施胶，可有效改善水彩画纸的耐擦性，但对其他几项性能的改善较小；中国专利CN105970716A介绍了一种手工水彩画纸的制造方法，该方法采用明胶、聚丙烯胶或聚乙烯胶进行表面施胶，明胶表面施胶可有效改善纸张的耐擦性和色彩还原性，但会影响纸张的抗水性和耐水洗性，而聚丙烯胶和聚乙烯胶较难直接进行纸张的表面施胶。
现有技术中每种表面施胶剂的作用性能不同，目前已公开的方法较难同时满足水彩画纸所有性能的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面施胶液和水彩画纸的制备方法，采用本发明提供的表面施胶液制备水彩画纸，能够同时提高纸张的色彩还原性、耐擦性、抗水性和耐水洗性，满足水彩画纸的性能要求。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种表面施胶液，包括胶剂和水，所述表面施胶液中胶剂的质量含量为2～8％；
以重量份数计，所述胶剂包括以下组分：
明胶 100份；
交联剂 0～10份；
抗水剂 0～15份；
所述交联剂和抗水剂不同时为0；
所述交联剂包括甲醛和/或戊二醛；
所述抗水剂包括有机氟化合物、苯丙乳液、烷基烯酮二聚体、石蜡乳液和中性松香胶中的一种或几种。
优选地，以重量份数计，所述胶剂包括以下组分：
明胶 100份；
交联剂 3～6份；
抗水剂 6～9份。
优选地，所述抗水剂为有机氟化合物、苯丙乳液、烷基烯酮二聚体、苯丙乳液和烷基烯酮二聚体的混合物、石蜡乳液和中性松香胶的混合物、石蜡乳液或中性松香胶。
优选地，所述有机氟化合物包括全氟羧酸的铬络合物、丙烯酸氟烃酯类树脂和丙烯酸氟烃磺酰氨基乙酯中的一种或几种。
本发明提供了一种水彩画纸的制备方法，包括以下步骤：
将造纸材料依次进行打浆、配浆和抄造，得到原纸；
对所述原纸进行表面施胶，得到水彩画纸；所述表面施胶采用的施胶液为上述技术方案所述的表面施胶液。
优选地，所述表面施胶的方法为膜转移或浸渍。
优选地，所述表面施胶时施胶液的用量为3～15％。
优选地，所述造纸材料包括漂白针叶木浆、漂白竹浆、漂白棉浆和漂白麻浆中的一种或几种。
优选地，所述打浆时的打浆浓度为1.57％，打浆到打浆度20～35°SR。
优选地，所述配浆时添加辅助剂；所述辅助剂包括湿强剂、阳离子淀粉、施胶剂和填料。
本发明提供了一种表面施胶液，包括胶剂和水，所述表面施胶液中胶剂的质量含量为2～8％；以重量份数计，所述胶剂包括以下组分：明胶100份；交联剂0～10份；抗水剂0～15份；所述交联剂和抗水剂不同时为0；所述交联剂包括甲醛和/或戊二醛；所述抗水剂包括有机氟化合物、苯丙乳液、烷基烯酮二聚体、石蜡乳液和中性松香胶中的一种或几种。在本发明中，明胶的主要作用是提高水彩画纸的色彩还原性和耐擦性，交联剂的作用是提高明胶的抗水性，因为明胶本身是可溶的，使用交联剂使其交联为大分子之后就不溶于水了，这样可以防止水彩画纸在作画遇水时表面出现发粘的现象，抗水剂的作用是进一步提高抗水性。采用本发明提供的表面施胶液制备水彩画纸，能够同时提高纸张的色彩还原性、耐擦性、抗水性和耐水洗性，满足水彩画纸的性能要求。
具体实施方式
本发明提供了一种表面施胶液，包括胶剂和水，所述表面施胶液中胶剂的质量含量为2～8％；
以重量份数计，所述胶剂包括以下组分：
明胶 100份；
交联剂 0～10份；
抗水剂 0～15份；
所述交联剂和抗水剂不同时为0；
所述交联剂包括甲醛和/或戊二醛；
所述抗水剂包括有机氟化合物、苯丙乳液、烷基烯酮二聚体、石蜡乳液和中性松香胶中的一种或几种。
在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明提供的表面施胶液，包括胶剂和水，所述表面施胶液中胶剂的质量含量为2～8％，优选为3～6％。
在本发明中，以重量份数计，所述胶剂包括明胶100份。
以所述明胶的重量份数为基准，所述胶剂包括交联剂0～10份，优选为3～6份，具体优选为3份、4份、5份或6份。在本发明中，所述交联剂包括甲醛和/或戊二醛，优选为甲醛或戊二醛。
以所述明胶的重量份数为基准，所述胶剂包括抗水剂0～15份，优选为6～9份，具体优选为6份、7份、8份或9份。在本发明中，所述抗水剂的重量份数以抗水剂中的有效含量计。在本发明中，所述抗水剂包括有机氟化合物、苯丙乳液、烷基烯酮二聚体、石蜡乳液和中性松香胶中的一种或几种，优选为有机氟化合物、苯丙乳液、烷基烯酮二聚体、苯丙乳液和烷基烯酮二聚体的混合物、石蜡乳液和中性松香胶的混合物、石蜡乳液或中性松香胶。
在本发明的具体实施例中，以所述明胶的重量份数为基准，当所述抗水剂为有机氟化合物时，所述胶剂包括抗水剂6～7份；当所述抗水剂为苯丙乳液时，所述胶剂包括抗水剂8份；当所述抗水剂为苯丙乳液和烷基烯酮二聚体的混合物时，所述胶剂包括抗水剂9份，其中苯丙乳液和烷基烯酮二聚体的质量比为4:5；当所述抗水剂为石蜡乳液和中性松香胶的混合物时，所述胶剂包括抗水剂8份，其中石蜡乳液和中性松香胶的质量比为3:5；当所述抗水剂为石蜡乳液时，所述胶剂包括抗水剂8份。
在本发明中，所述有机氟化合物优选包括全氟羧酸的铬络合物、丙烯酸氟烃酯类树脂和丙烯酸氟烃磺酰氨基乙酯中的一种或几种，更优选为丙烯酸氟烃酯类树脂。
在本发明中，所述苯丙乳液的有效含量优选为50％；所述石蜡乳液的有效含量优选为40％，所述有机氟化合物的有效含量优选为20％；所述烷基烯酮二聚体的有效含量优选为18％；所述中性松香胶的有效含量优选为35％。在本发明中，所述交联剂和抗水剂不同时为0。
本发明对所述表面施胶液的制备方法没有特殊要求，采用本领域常规的制备方法即可。
本发明还提供了一种水彩画纸的制备方法，包括以下步骤：
将造纸材料依次进行打浆、配浆和抄造，得到原纸；
对所述原纸进行表面施胶，得到水彩画纸；所述表面施胶采用的施胶液为上述技术方案所述的表面施胶液。
本发明将造纸材料依次进行打浆、配浆和抄造，得到原纸。在本发明中，所述造纸材料优选包括漂白针叶木浆、漂白竹浆、漂白棉浆和漂白麻浆中的一种或几种。在本发明中，当所述造纸材料为多种材料的混合物时，本发明对所述混合物中各组分的比例没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的比例即可。在本发明的具体实施例中，当所述造纸材料为漂白棉浆和漂白竹浆的混合物时，所述漂白棉浆和漂白竹浆的质量比为1:1；当所述造纸材料为漂白棉浆和漂白麻浆的混合物时，所述漂白棉浆和漂白麻浆的质量比为1:1。
在本发明中，所述打浆时的打浆浓度优选为1.57％，打浆到打浆度优选为20～35°SR，更优选为30～35°SR。
在本发明中，所述配浆时优选添加辅助剂；所述辅助剂优选包括湿强剂、阳离子淀粉、施胶剂和填料。在本发明中，所述湿强剂的有效成分相对绝干浆的添加量优选为1wt％；所述增强剂优选为聚酰胺环氧氯丙烷树脂(PAE)，所述PAE的有效含量优选为11％；所述阳离子淀粉(CS)相对绝干浆的添加量优选为1wt％；所述施胶剂的有效成分相对绝干浆的添加量优选为0.1～0.5wt％，更优选为0.2～0.4wt％，具体优选为0.2wt％、0.3wt％或0.4wt％；所述施胶剂优选为烷基烯酮二聚体(AKD)，所述AKD的有效含量优选为18％；所述填料相对绝干浆的添加量优选为8～15wt％，更优选为具体优选为8wt％、10wt％或15wt％；所述填料优选为轻质碳酸钙(PCC)或硅藻土。本发明对所述配浆的具体工艺没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的配浆工艺即可。
在本发明中，所述抄造的方法优选包括：将配浆好的浆料，经长网或圆网纸机脱水成型、湿纸压榨，然后进行干燥，得到原纸。本发明对各步骤的具体工艺参数没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的工艺参数即可。
得到原纸后，本发明对所述原纸进行表面施胶，得到水彩画纸。在本发明中，所述表面施胶采用的施胶液为上述技术方案所述的表面施胶液。在本发明中，所述表面施胶的方法优选为膜转移或浸渍。本发明对所述膜转移或浸渍的具体工艺没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的工艺即可。
在本发明中，所述表面施胶时施胶液的用量优选为3～15％，更优选为7～12％。在本发明中，所述施胶液的用量以原纸的重量计，具体来说，每张原纸表面施胶液的用量优选为3～15％。
本发明优选在表面施胶后，将施胶后的纸张进行干燥，得到水彩画纸。在本发明中，所述干燥优选在烘缸中进行，所述干燥的温度优选为95～110℃，更优选为100～105℃。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明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。
实施例1
(1)打浆：将100％漂白棉浆加入到瓦力打浆机中进行打浆，打浆浓度1.57％，打浆到打浆度35°SR；
(2)配浆：依次在浆料中加入湿强剂PAE 1％(以湿强剂的有效成分计，所述PAE的有效含量为11％)，阳离子淀粉CS 1％，施胶剂AKD 0.4％(以施胶剂的有效成分计，所述AKD的有效含量为18％)，填料PCC 15％，添加量均为相对绝干浆的量；
(3)抄造：将上述配备好的浆料，经圆网纸机脱水成型、湿纸压榨，然后进行干燥，得到原纸；
(4)表面施胶：将所述原纸通过膜转移的方式进行表面施胶；施胶液由胶剂和水组成，所述施胶液中胶剂的质量含量为3％，以质量份数计，胶剂的组成为明胶100份，甲醛6份，丙烯酸氟烃酯类树脂6份；施胶液的用量为3％；
(5)干燥：将施胶后的纸张经过烘缸进行干燥，干燥的温度为105℃，得到水彩画纸。
本实施例生产的水彩画纸具有下列技术指标：定量300±5g/m2，Cobb吸水20～25g/m2，耐擦性18次，耐水洗性A，色彩还原性c(群青)43，c(深镉红)50，c(柠檬黄)55。
其中，耐水洗性检测方法：笔头沾满稀释过的水彩专用群青颜料，在纸面画一条长10cm的直线，来回涂抹直到线条干燥为止；笔头沾满清水，来回涂抹群青线条的一部分，将颜色洗去，直到颜色洗净或者纸面出现破坏为止；然后按照以下标准进行耐水洗性的评判：A水洗后纸面恢复原来的颜色；B水洗后纸面仍有颜料颗粒存留；C水洗后纸面仍有群青色线条。
色彩还原性的检测方法：分别配制群青、深镉红、柠檬黄三种水彩颜料悬浮液；在纸面上用铅笔画出面积为5cm×5cm的正方形区域，使用注射器吸取上述配好的水彩画颜料0.2mL，用水彩画笔将颜料均匀涂于这个区域；待纸面完全干燥后，测定色度值L，a，b，然后计算每个纸样每种颜色的彩度值c＝(a2+b2)1/2，以此来评价纸张色彩还原性的优劣。
实施例2
(1)打浆：将50％的漂白棉浆和50％的漂白竹浆，加入到瓦力打浆机中进行打浆，打浆浓度1.57％，打浆到打浆度30°SR；
(2)配浆：依次在浆料中加入湿强剂PAE 1％(以湿强剂的有效成分计，所述PAE的有效含量为11％)，CS 1％，施胶剂AKD 0.4％(以施胶剂的有效成分计，所述AKD的有效含量为18％)，填料硅藻土10％，添加量均为相对绝干浆的量；
(3)抄造：将上述配备好的浆料，经圆网纸机脱水成型、湿纸压榨，然后进行干燥，得到原纸；
(4)表面施胶：将所述原纸通过浸渍的方式进行表面施胶；施胶液由胶剂和水组成，所述施胶液中胶剂的质量含量为6％，以质量份数计，胶剂的组成为明胶100份，戊二醛4份，丙烯酸氟烃酯类树脂7份；施胶液的用量为4％；
(5)干燥：将施胶后的纸张经过烘缸进行干燥，干燥的温度为105℃，得到水彩画纸。
采用实施例1的检测方法，本实施例生产的水彩画纸具有下列技术指标：定量300±5g/m2，Cobb吸水20～25g/m2，耐擦性20次，耐水洗性A，色彩还原性c(群青)45，c(深镉红)52，c(柠檬黄)56。
实施例3
(1)打浆：将100％漂白棉浆加入到瓦力打浆机中进行打浆，打浆浓度1.57％，打浆到打浆度35°SR；
(2)配浆：依次在浆料中加入湿强剂PAE 1％(以湿强剂的有效成分计，所述PAE的有效含量为11％)，CS 1％，施胶剂AKD 0.4％(以施胶剂的有效成分计，所述AKD的有效含量为18％)，填料PCC 15％，添加量均为相对绝干浆的量；
(3)抄造：将上述配备好的浆料，经圆网纸机脱水成型、湿纸压榨，然后进行干燥，得到原纸；
(4)表面施胶：将所述原纸通过浸渍的方式进行表面施胶；施胶液由胶剂和水组成，所述施胶液中胶剂的质量含量为5％，以质量份数计，胶剂的组成为明胶100份，甲醛6份，苯丙乳液8份(以苯丙乳液的有效含量计，所述苯丙乳液的有效含量为50％)；施胶液的用量为4％；
(5)干燥：将施胶后的纸张经过烘缸进行干燥，干燥的温度为105℃，得到水彩画纸。
采用实施例1的检测方法，本实施例生产的水彩画纸具有下列技术指标：定量300±5g/m2，Cobb吸水20～25g/m2，耐擦性18次，耐水洗性A，色彩还原性c(群青)43，c(深镉红)50，c(柠檬黄)55。
实施例4
(1)打浆：将50％的漂白棉浆和50％的漂白麻浆，加入到瓦力打浆机中进行打浆，打浆浓度1.57％，打浆到打浆度30°SR；
(2)配浆：依次在浆料中加入湿强剂PAE 1％(以湿强剂的有效成分计，所述PAE的有效含量为11％)，CS 1％，施胶剂AKD 0.3％(以施胶剂的有效成分计，所述AKD的有效含量为18％)，填料硅藻土10％，添加量均为相对绝干浆的量；
(3)抄造：将上述配备好的浆料，经圆网纸机脱水成型、湿纸压榨，然后进行干燥，得到原纸；
(4)表面施胶：将所述原纸通过浸渍的方式进行表面施胶；施胶液由胶剂和水组成，所述施胶液中胶剂的质量含量为6％，以质量份数计，胶剂的组成为明胶100份，甲醛3份，苯丙乳液4份(以苯丙乳液的有效含量计，所述苯丙乳液的有效含量为50％)，AKD 5份(以烷基烯酮二聚体的有效含量计，所述AKD的有效含量为18％)；施胶液的用量为7％；
(5)干燥：将施胶后的纸张经过烘缸进行干燥，干燥的温度为105℃，得到水彩画纸。
采用实施例1的检测方法，本实施例生产的水彩画纸具有下列技术指标：定量300±5g/m2，Cobb吸水18～23g/m2，耐擦性大于20次，耐水洗性A，色彩还原性c(群青)46，c(深镉红)54，c(柠檬黄)60。
实施例5
(1)打浆：将50％的漂白棉浆和50％的漂白麻浆，加入到瓦力打浆机中进行打浆，打浆浓度1.57％，打浆到打浆度30°SR；
(2)配浆：依次在浆料中加入湿强剂PAE 1％(以湿强剂的有效成分计，所述PAE的有效含量为11％)，CS 1％，施胶剂AKD 0.2％(以施胶剂的有效成分计，所述AKD的有效含量为18％)，填料PCC 8％，添加量均为相对绝干浆的量；
(3)抄造：将上述配备好的浆料，经圆网纸机脱水成型、湿纸压榨，然后进行干燥，得到原纸；
(4)表面施胶：将所述原纸通过浸渍的方式进行表面施胶；施胶液由胶剂和水组成，所述施胶液中胶剂的质量含量为6％，以质量份数计，胶剂的组成为明胶100份，戊二醛3份，石蜡乳液3份(以石蜡乳液的有效含量计，所述石蜡乳液的有效含量为40％，中性松香胶5份(以中性松香胶的有效含量计，所述中性松香胶的有效含量为35％)；施胶液的用量为9％；
(5)干燥：将施胶后的纸张经过烘缸进行干燥，干燥的温度为105℃，得到水彩画纸。
采用实施例1的检测方法，本实施例生产的水彩画纸具有下列技术指标：定量300±5g/m2，Cobb吸水18～23g/m2，耐擦性大于20次，耐水洗性A，色彩还原性c(群青)47，c(深镉红)56，c(柠檬黄)60。
实施例6
(1)打浆：将50％的漂白棉浆和50％的漂白麻浆，加入到瓦力打浆机中进行打浆，打浆浓度1.57％，打浆到打浆度30°SR；
(2)配浆：依次在浆料中加入湿强剂PAE 1％(以湿强剂的有效成分计，所述PAE的有效含量为11％)，CS 1％，施胶剂AKD 0.3％(以施胶剂的有效成分计，所述AKD的有效含量为18％)，填料PCC 8％，添加量均为相对绝干浆的量；
(3)抄造：将上述配备好的浆料，经圆网纸机脱水成型、湿纸压榨，然后进行干燥，得到原纸；
(4)表面施胶：将所述原纸通过浸渍的方式进行表面施胶；施胶液由胶剂和水组成，所述施胶液中胶剂的质量含量为4％，以质量份数计，胶剂的组成为明胶100份，甲醛5份，石蜡乳液8份(以石蜡乳液的有效含量计，所述石蜡乳液的有效含量为40％)；施胶液的用量为6％；
(5)干燥：将施胶后的纸张经过烘缸进行干燥，干燥的温度为105℃，得到水彩画纸。
采用实施例1的检测方法，本实施例生产的水彩画纸具有下列技术指标：定量300±5g/m2，Cobb吸水20～25g/m2，耐擦性19次，耐水洗性A，色彩还原性c(群青)43，c(深镉红)52，c(柠檬黄)58。
对比例
(1)打浆：将100％漂白棉浆加入到瓦力打浆机中进行打浆，打浆浓度1.57％，打浆到打浆度35°SR；
(2)配浆：依次在浆料中加入湿强剂PAE 1％(以湿强剂的有效成分计，所述PAE的有效含量为11％)，CS 1％，施胶剂AKD 0.4％(以施胶剂的有效成分计，所述AKD的有效含量为18％)，填料PCC 15％，添加量均为相对绝干浆的量；
(3)抄造：将上述配备好的浆料，经圆网纸机脱水成型、湿纸压榨，然后进行干燥，得到原纸；
(4)表面施胶：将所述原纸通过浸渍的方式进行表面施胶；施胶液为明胶和水，明胶的质量含量为4％；施胶液的用量为4％；
(5)干燥：将施胶后的纸张经过烘缸进行干燥，干燥的温度为105℃，得到水彩画纸。
采用实施例1的检测方法，本对比例生产的水彩画纸具有下列技术指标：定量300±5g/m2，Cobb吸水30～40g/m2，耐擦性18次，耐水洗性C，色彩还原性c(群青)43，c(深镉红)51，c(柠檬黄)52。直接使用明胶表面施胶，不进行抗水改性，纸张的抗水性和耐水洗性较差。
由上述实施例和对比例可以看出，采用本发明提供的表面施胶液能够同时提高水彩画纸的抗水性、耐擦性、色彩还原性和耐水洗性，生产出各项性能优异的水彩画纸。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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