高車(chē)速多層涂布之涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高車(chē)速多層涂布之涂料，該涂料配方主要包括預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料；所述涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、膠乳、涂布淀粉和增稠劑；其中各組份重量份數(shù)：重質(zhì)碳酸鈣70～100份、高嶺土0～30份、膠乳5～12份、涂布淀粉5～8份、增稠劑0.1～0.5份。本發(fā)明以兩層預(yù)涂加上一層中涂和面涂或預(yù)涂、中涂和面涂各一層的涂布方式對(duì)紙張進(jìn)行機(jī)上涂布。底涂采用計(jì)量施膠涂布，涂布量較低；中/面涂采用刮刀涂布，涂布量相對(duì)較高。該配方有效減少涂料在涂布時(shí)產(chǎn)生之阻力；并改善涂布紙平滑度和光澤度。本發(fā)明應(yīng)用在機(jī)上涂布，可有效提高涂布量，改善成紙表面性質(zhì)，使噸紙成本大幅降低，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
【專利說(shuō)明】高車(chē)速多層涂布之涂料
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于銅版紙生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及高車(chē)速多層涂布之涂料。

【背景技術(shù)】
[0003]紙漿成本約占造紙業(yè)總體生產(chǎn)成本的60至70%左右。隨紙漿價(jià)格漲幅，對(duì)企業(yè)的盈利空間會(huì)帶來(lái)極大的負(fù)面影響。相對(duì)于銅版紙而言，涂料中的無(wú)機(jī)鹽類成分，如碳酸鈣、高嶺土等價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于紙漿，若能在生產(chǎn)過(guò)程中使用較多的涂料提高成紙涂布量，將可有效降低生產(chǎn)成本，并改善產(chǎn)品的印刷適性提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。
[0004]在上述背景下，為了確保涂布機(jī)的運(yùn)行性和得到更好的涂布紙品質(zhì)，必須針對(duì)不同的涂布方式進(jìn)行涂料配比優(yōu)化，使涂布機(jī)在施涂過(guò)程不會(huì)加快刮刀的磨損，減少產(chǎn)生刮刀背流、涂布不均、刮線、刮痕等問(wèn)題。透過(guò)優(yōu)化涂料配比可以改善隨涂布量提高造成紙面孔隙度不足的問(wèn)題，進(jìn)而提高油墨吸收性。提高涂布量可有效提高紙面平滑度、光澤度，以降低后續(xù)壓光所需的能源損耗和厚度損失。
[0005]因此，高車(chē)速多層涂布之涂料的技術(shù)關(guān)鍵是確保各涂料在各層施涂過(guò)程中有較為正常的流變性能、保水度，確保在高車(chē)速下正常運(yùn)行，并藉由不同粒徑大小之顏料來(lái)改善涂布量過(guò)高之途層孔隙度不足問(wèn)題，提高紙面平滑度和光澤度。各層涂料并搭配不同膠黏劑比例，改善涂布層與層之間的結(jié)合力，提高紙張表面強(qiáng)度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供高車(chē)速多層涂布之涂料，該涂料配方滿足了高車(chē)速下進(jìn)行多層涂布的工藝，底涂采用計(jì)量施膠壓榨涂布，涂布量相對(duì)較低；中/面涂采用刮刀涂布，涂布量相對(duì)較高。此涂料配方透過(guò)應(yīng)用不同種類顏料和膠黏劑比例來(lái)滿足不同涂布機(jī)所需要的涂料流變性條件，如低剪切力黏度、超高剪切力黏度和保水度等。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種高車(chē)速多層涂布之涂料，其特征是:該涂料配方主要包括預(yù)涂涂料、
中涂涂料和面涂涂料；所述預(yù)涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、涂布淀粉和膠乳；固含量在58?66% ;粘度300cps?800cps ；pH8.5?9.5 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、涂布淀粉5?10份、膠乳5?8份；所述中涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、涂布淀粉、膠乳和增稠劑;固含量在66?70% ;粘度700cps?1500cps ；ρΗ 8.5?9.5 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、涂布淀粉4?6份、膠乳7?9份、增稠劑0.1?0.5份；所述面涂涂料配方包括碳酸鈣、高嶺土、膠乳和增稠劑；固含量在68?72% ;粘度1400cps?2600cps ；pH 8.5?9.5 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣O?70份、高嶺土 O?30份、膠乳8?12份、增稠劑0.1?0.5份；
預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料所述的重質(zhì)碳酸鈣，預(yù)涂涂料中至少50%顆粒小于2Mm，至少30%顆粒小于IMm ;中涂涂料中至少65%顆粒小于2Mm,至少40%顆粒小于IMm ;面涂涂料中至少98%顆粒小于2Mm,至少80%顆粒小于IMm,面涂涂料所述的高嶺土至少99%顆粒小于2Mm,至少90%顆粒小于lMm。
[0008]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料所述膠乳為苯乙烯-丁二烯種類，各種涂料粒徑和Tg點(diǎn)如下所示,預(yù)涂涂料使用的膠乳為IlOnm?160nm, Tg點(diǎn)-6?9°C ;中涂涂料使用的膠乳為10nm?150nm，Tg點(diǎn)-6?9°C ;面涂涂料使用的膠乳為90nm?130nm，Tg點(diǎn)10 ?20?。
[0009]所述涂布淀粉為使用玉米或木薯淀粉進(jìn)行酸化、氧化、酯化或以酶進(jìn)行轉(zhuǎn)化降粘后的低粘度淀粉，固含量80?100%，重量份數(shù)為5?8。
[0010]所述增稠劑為合成類聚丙烯酸系聚合物，固含量20?40%，重量份數(shù)為0.01?0.5 ;羧甲基纖維素CMC，固含量80?100%，重量份數(shù)為0.1?0.6 ;羧甲基淀粉CMS，固含量80?100%,重量份數(shù)為0.1?0.6。
[0011]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料固含量和相關(guān)流變性質(zhì)范圍分別為:預(yù)涂涂料固含量58?66%,涂料低剪切黏度采用Brookfield DV-1I+ Viscometer測(cè)試為300cps?800cps,最佳為 400cps ?600cps,涂料超高剪切黏度米用 ACAV A2 H1-shear Viscometer測(cè)試，剪切速率16 Ι/s下為25cps?45cps,最佳為30cps?40cps, pH為8.5?9.5,最佳為8.5?9.0 ;中涂涂料固含量66?70%，低剪切黏度為700cps?1500cps，最佳為800cps?lOOOcps,超高剪切黏度在剪切速率16 Ι/s下為35cps?50cps,最佳為40cps?45cps, pH為8.5?9.5，最佳為8.5?9.0 ;面涂涂料固含量68?72%，低剪切黏度為1400cps?2600cps,最佳為1600cps?1800cps,超高剪切黏度在剪切速率16 Ι/s下為40cps ?55cps,最佳為 45cps ?50cps, pH 為 8.5 ?9.5,最佳為 8.5 ?9.0。
[0012]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料配方還包括分散劑、消泡劑、耐水化劑和潤(rùn)滑劑，其中分散劑是指:主要類型為聚丙烯酸鹽、多聚磷酸鹽，重量份數(shù)為0.05?0.2 ;消泡劑是指:主要類型為磷酸酯類、硅化合物，重量份數(shù)為0.05?0.3 ;耐水化劑是指:主要類型為聚酰胺聚脲PAPU型，重量份數(shù)為O?1.0 ;潤(rùn)滑劑是指:主要類型為硬酯酸類，重量份數(shù)為O?1.0。上述三種涂料以不同顏料和膠黏劑比例，來(lái)滿足各種涂布方式所要求的流變性。以兩層預(yù)涂加上一層中涂和面涂或預(yù)涂、中涂和面涂各一層的涂布方式。應(yīng)用在機(jī)上涂布，可有效提高涂布量，在幅寬為10.96m的紙機(jī)上進(jìn)行機(jī)上涂布，預(yù)涂采用計(jì)量施膠壓榨涂布，單面涂布量6?14g/m2時(shí)，中/面涂采用刮刀涂布，單面涂布量分別為中涂10?18g/m2，面涂8?16g/m2時(shí)，涂布車(chē)速可以在1100?1500m/min正常運(yùn)行。在紙機(jī)上應(yīng)用本發(fā)明后，可降低噸紙成本并提高成紙質(zhì)量。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高車(chē)速多層涂布之涂料發(fā)展需求，能夠以較高的車(chē)速進(jìn)行機(jī)上涂布，滿足不同涂布方式所需的涂料流變性能，能有效降低涂料之高剪切黏度，減少涂料產(chǎn)生之阻力，提高成紙涂布量，大幅降低噸紙成本，并提高成紙表面性質(zhì)，如平滑度和光澤度，使產(chǎn)品具有一定競(jìng)爭(zhēng)力。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1: 一種高車(chē)速多層涂布之涂料，其特征是:該涂料配方主要包括預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料；所述預(yù)涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、涂布淀粉和膠乳；固含量在58% ；pH8.5 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、涂布淀粉5份、膠乳5份；所述中涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、涂布淀粉、膠乳和增稠劑；固含量在66% ；pH 8.5 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、涂布淀粉4份、膠乳7份、增稠劑0.1份；所述面涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、膠乳和增稠劑；固含量在68% ；pH 8.5 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、膠乳10份、增稠劑0.3份；所述增稠劑為羧甲基纖維素，固含量90%，重量份數(shù)為0.1。
[0016]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料所述的重質(zhì)碳酸鈣，預(yù)涂涂料中55%顆粒小于2Mm，35%顆粒小于IMm ;中涂涂料中65%顆粒小于2Mm，40%顆粒小于IMm ;面涂涂料中98%顆粒小于2Mm, 80%顆粒小于lMm。
[0017]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料所述膠乳的粒徑，預(yù)涂涂料使用的膠乳為llOnm，Tg點(diǎn)-6°C ;中涂涂料使用的膠乳為lOOnm，Tg點(diǎn)_6°C ;面涂涂料使用的膠乳為90nm，Tg點(diǎn)10。。。
[0018]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料固含量和相關(guān)流變性質(zhì)范圍分別為:預(yù)涂涂料固含量58%，涂料低剪切黏度采用Brookfield DV-1I+ Viscometer測(cè)試為300cps，涂料超高剪切黏度米用 ACAV A2 H1-shear Viscometer 測(cè)試，剪切速率 16 Ι/s 下為 25cps, pH 為 8.5 ;中涂涂料固含量66%，低剪切黏度為700cps，最佳為800cps，超高剪切黏度在剪切速率16Ι/s下為35cps，pH為8.5 ;面涂涂料固含量68%，低剪切黏度為1400cps，超高剪切黏度在剪切速率16 Ι/s下為40cps，pH為8.5。
[0019]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料配方還包括分散劑、消泡劑、耐水化劑和潤(rùn)滑劑，其中分散劑是指:聚丙烯酸鹽，重量份數(shù)為0.05 ;消泡劑是指:硅化合物，重量份數(shù)為0.05 ；耐水化劑是指:聚酰胺聚脲PAPU型，重量份數(shù)為0.2 ;潤(rùn)滑劑是指:硬酯酸類，重量份數(shù)為0.2。
[0020]實(shí)施例2:
一種高車(chē)速多層涂布之涂料，其特征是:該涂料配方主要包括預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料；所述預(yù)涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、涂布淀粉和膠乳；固含量在62% ；pH 8.9 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、涂布淀粉8份、膠乳7份；所述中涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、涂布淀粉、膠乳和增稠劑；固含量在68% ；pH 8.9 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、涂布淀粉5份、膠乳8份、增稠劑0.3份；所述面涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、膠乳和增稠劑；固含量在70% ；pH 8.8 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣80份、高嶺土 20份、膠乳10份、增稠劑0.2份；所述增稠劑為合成類聚丙烯酸系聚合物，固含量30%。
[0021]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料所述的重質(zhì)碳酸鈣，預(yù)涂涂料中55%顆粒小于2Mm，33%顆粒小于IMm ;中涂涂料中65%顆粒小于2Mm，45%顆粒小于IMm ;面涂涂料中98.5%顆粒小于2Mm,83%顆粒小于lMm。面涂涂料中所述的高嶺土 99%顆粒小于2Mm,90%顆粒小于IWn0
[0022]預(yù)涂涂料使用的膠乳為150nm，Tg點(diǎn)_9°C ;中涂涂料使用的膠乳為150nm，Tg點(diǎn)-9V ;面涂涂料使用的膠乳為llOnm，Tg點(diǎn)15°C。
[0023]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料固含量和相關(guān)流變性質(zhì)范圍分別為:預(yù)涂涂料固含量61%，涂料低剪切黏度采用Brookfield DV-1I+ Viscometer測(cè)試為500cps，涂料超高剪切黏度采用ACAV A2 H1-shear Viscometer測(cè)試，剪切速率16 Ι/s下為35cpspH為8.7 ;中涂涂料固含量68%，低剪切黏度為900cps，超高剪切黏度在剪切速率16 Ι/s下為42cps，pH為8.7 ;面涂涂料固含量70%，低剪切黏度為1700cps，超高剪切黏度在剪切速率16 1/s下為 47cps，pH 為 8.7。
[0024]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料配方還包括分散劑、消泡劑、耐水化劑和潤(rùn)滑劑，其中分散劑是指:聚丙烯酸鹽，重量份數(shù)為0.1 ;消泡劑是指:磷酸酯類，重量份數(shù)為0.2 ；耐水化劑是指:聚酰胺聚脲PAPU型，重量份數(shù)為0.5 ;潤(rùn)滑劑是指:硬酯酸類，重量份數(shù)為0.5。
[0025]實(shí)施例3:
一種高車(chē)速多層涂布之涂料，其特征是:該涂料配方主要包括預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料；所述預(yù)涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、涂布淀粉和膠乳；固含量在66% ；pH9.0 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、涂布淀粉8份、膠乳8份；所述中涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、涂布淀粉、膠乳和增稠劑；固含量在70% ；pH9.0 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、涂布淀粉6份、膠乳9份、增稠劑0.5份；所述面涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、膠乳和增稠劑；固含量在72% ；pH9.5 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣90份、高嶺土 10份、膠乳12份、增稠劑0.5份；所述增稠劑為合成類聚丙烯酸系聚合物，固含量40%，重量份數(shù)為0.5 ;羧甲基纖維素CMC，固含量100%，重量份數(shù)為0.6 ;羧甲基淀粉CMS，固含量100%，重量份數(shù)為0.6。
[0026]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料所述的重質(zhì)碳酸鈣，預(yù)涂涂料中60%顆粒小于2Mffl，36%顆粒小于IMm ;中涂涂料中65%顆粒小于2Mm，50%顆粒小于IMm ;面涂涂料中98%顆粒小于2Mm, 80%顆粒小于lMm。面涂涂料中所述的高嶺土 99%顆粒小于2Mm, 90%顆粒小于IWn0
[0027]預(yù)涂涂料使用的膠乳為150nm，Tg點(diǎn)_9°C ;中涂涂料使用的膠乳為150nm，Tg點(diǎn)-9V ;面涂涂料使用的膠乳為llOnm，Tg點(diǎn)15°C。
[0028]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料固含量和相關(guān)流變性質(zhì)范圍分別為:預(yù)涂涂料固含量66%，涂料低剪切黏度采用Brookfield DV-1I+ Viscometer測(cè)試為800cps，涂料超高剪切黏度采用ACAV A2 H1-shear Viscometer測(cè)試，剪切速率16 Ι/s下為45cps，pH為9.0 ;中涂涂料固含量70%，低剪切黏度為1200cps，超高剪切黏度在剪切速率16 Ι/s下為50cps, pH為9.0 ;面涂涂料固含量72%，低剪切黏度為2000cps，超高剪切黏度在剪切速率16 Ι/s 下為 55cps, pH 為 9.0。
[0029]預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料配方還包括分散劑、消泡劑、耐水化劑和潤(rùn)滑劑，其中分散劑是指:聚丙烯酸鹽，重量份數(shù)為0.1 ;消泡劑是指:磷酸酯類，重量份數(shù)為0.05 ；耐水化劑是指:聚酰胺聚脲PAPU型，重量份數(shù)為0.4 ;潤(rùn)滑劑是指:硬酯酸類，重量份數(shù)為0.4。
【權(quán)利要求】
1.一種高車(chē)速多層涂布之涂料，其特征是:該涂料配方主要包括預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料；所述預(yù)涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、涂布淀粉和膠乳；固含量在58?66% ;粘度300cps?800cps ;pH8.5?9.5 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、涂布淀粉5?8份、膠乳5?8份；所述中涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、涂布淀粉、膠乳和增稠劑；固含量在66?70% ;粘度700cps?1500cps ；ρΗ 8.5?9.5 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣100份、涂布淀粉4?6份、膠乳7?9份、增稠劑0.1?0.5份；所述面涂涂料配方包括重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、膠乳和增稠劑；固含量在68?72% ;粘度1400cps?2600cps ；pH 8.5?9.5 ;其中各組份重量份數(shù):重質(zhì)碳酸鈣0?70份、高嶺土 0?30份、膠乳8?12份、增稠劑0.1?0.5份；所述增稠劑包含合成類聚丙烯酸系聚合物，固含量20?40%，重量份數(shù)為0.01?0.5 ;羧甲基纖維素CMC，固含量80?100%，重量份數(shù)為0.1?0.6 ;羧甲基淀粉CMS，固含量80?100%，重量份數(shù)為0.1?0.6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高車(chē)速多層涂布之涂料，其特征是:預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料所述的重質(zhì)碳酸鈣,預(yù)涂涂料中至少50%顆粒小于2Mm，至少30%顆粒小于lMm ；中涂涂料中至少65%顆粒小于2Mm,至少40%顆粒小于lMm ;面涂涂料中至少98%顆粒小于2Mm,至少80%顆粒小于lMm ;面涂涂料所述的高嶺土至少99%顆粒小于2Mm,至少90%顆粒小于lMm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高車(chē)速多層涂布之涂料，其特征是:預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料所述膠乳的粒徑，預(yù)涂涂料使用的膠乳為llOnm?160nm, Tg點(diǎn)-6?9°C ;中涂涂料使用的膠乳為lOOnm?150nm, Tg點(diǎn)-6?9°C ;面涂涂料使用的膠乳為90nm?130nm, Tg點(diǎn) 10 ?20。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高車(chē)速多層涂布之涂料，其特征是:預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料固含量和相關(guān)流變性質(zhì)范圍分別為:預(yù)涂涂料固含量58?66%，涂料低剪切黏度采用Brookfield DV-1I+ Viscometer測(cè)試為300cps?800cps,涂料超高剪切黏度采用ACAVA2 H1-shear Viscometer 測(cè)試，剪切速率 106 Ι/s 下為 25cps ?45cps, pH 為 8.5 ?9.5 ;中涂涂料固含量66?70%，低剪切黏度為700cps?1500cps，超高剪切黏度在剪切速率106 Ι/s下為35cps?50cps，pH為8.5?9.5 ;面涂涂料固含量68?72%，低剪切黏度為1400cps?2600cps,超高剪切黏度在剪切速率106 Ι/s下為40cps?55cps, pH為8.5?9.0 ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高車(chē)速多層涂布之涂料，其特征是:預(yù)涂涂料低剪切黏度采用 Brookfield DV-1I+ Viscometer 測(cè)試為 400cps-600cps,涂料超高剪切黏度采用 ACAV A2H1-shear Viscometer 測(cè)試，剪切速率 106 1/s 下最佳為 30cps ?40cps，pH為 8.5 ?9.0 ;中涂涂料低剪切黏度為為800cps?lOOOcps，超高剪切黏度在剪切速率106 Ι/s下為40cps?45cps，pH為8.5?9.0 ;面涂涂料低剪切黏度為1600cps?1800cps，超高剪切黏度在剪切速率 106 Ι/s 下為 45cps ?50cps, pH 為 8.5 ?9.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的高車(chē)速多層涂布之涂料，其特征是:預(yù)涂涂料、中涂涂料和面涂涂料配方還包括分散劑、消泡劑、耐水化劑和潤(rùn)滑劑，其中分散劑是指:主要類型為聚丙烯酸鹽、多聚磷酸鹽，重量份數(shù)為0.05?0.2 ;消泡劑是指:主要類型為磷酸酯類、硅化合物，重量份數(shù)為0.05?0.3 ;耐水化劑是指:主要類型為聚酰胺聚脲PAPU型，重量份數(shù)為0?1.0 ;潤(rùn)滑劑是指:主要類型為硬酯酸類，重量份數(shù)為0?1.0。
【文檔編號(hào)】D21H19/38GK104313939SQ201410418953
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】翁浥程 申請(qǐng)人:海南金海漿紙業(yè)有限公司