一种帘涂涂料及其应用的制作方法

本发明属于帘涂涂料技术领域，更具体地涉及一种涂布白板纸生产用的帘涂涂料及其应用。

背景技术：

涂布白板纸是在原纸板上涂布白色涂料后，经整饰加工制成的加工纸板，是目前国内最常见的包装材料之一。发展至今，涂布白板纸的生产技术已非常成熟，其市场竞争激烈，使用的原料也是大同小异，因此要节约生产成本就需要从生产工艺调整、精细管理等方面入手，在提高产品质量同时又以相对低的成本投入以使企业处于市场竞争的不败地位。因此，众多生产厂家为了满足客户需求，需要不断的改进生产工艺和引进新的化工原料来提高产品质量和节约生产成本。在如下文献中还可以发现更多与上述技术方案相关的信息。

中国发明专利201710137192.4“一种环保低定量灰底白板纸及其制备方法”公开了一种环保低定量灰底白板纸的制作方法，其中面层浆料包含的浆内施胶剂采用中性施胶剂十六烷基二聚乙烯酮，正面施胶层和背面施胶层所用的施胶剂含有原淀粉70-80wt％、中性施胶剂十六烷基二聚乙烯酮4-10wt％、硫酸铝2-5.5wt％、表胶消泡剂0.016-0.03wt％、淀粉酶转化及0.005-0.015wt％和胶乳5-13wt％，原纸硬压光之后得到的涂布原纸正面经一道帘式涂布机形成帘涂层，经燃气热风箱后再经一道刮刀涂布机形成面涂层，烘干，软压光得到低定量灰底白板纸成品。

中国发明专利201510320268.8“一种灰底白板纸及其制备方法”公开了一种灰底白板纸，采用三层成型网以及帘涂和刮涂两道涂布，涂布层的涂料中采用的胶粘剂包含醋酸胶乳和丁苯胶乳，正面施胶层和背面施胶层中表面施胶剂为苯乙烯丙烯酸类表面施胶剂。

中国发明专利申请201911305613.5“一种高强度白面牛卡纸的制造方法”公布了一种高强度白面牛卡纸的制造方法，为了得到更好的白度和印刷性能的涂布白板纸，向涂料组合物中添加改性的魔芋多糖、柑橘果胶以及纳米改性的大豆蛋白。

上述涂布涂料都是在原纸基材上施涂一层或者多层涂料，来提高纸面外观白度、亮度，提高纸面的平整性能、降低纸面粗糙度，遮盖原纸缺陷和提高纸张的印刷适应性。

涂料中的涂布粘合剂作为仅次于颜料的涂料成分，直接影响涂料和涂布纸的质量。涂布粘合剂按照其来源可以分为两大类：动物胶、淀粉和干酪素等天然粘合剂，苯丙胶乳、丁苯胶乳和聚乙烯醇等合成粘合剂。与天然粘合剂相比，合成胶乳类粘合剂具有较好的弹性和可塑性，用它作为帘涂涂料生产的涂布纸，压光后容易产生较高的光泽度、纸面平滑度高、柔软性好、耐水性强、纸张尺寸稳定性好。传统涂布方式有早期的计量棒涂布、气刀涂布和后期普遍使用的刮刀涂布，为了更有效的提高涂料的遮盖性能、降低涂布量来节约生产成本，一种新型的生产白板纸时的涂布方式——帘式涂布也开始被引进到涂布纸生产之中，帘式涂布的特点是：

特殊工艺配置的涂料经过帘涂设备时施加一定压力，涂料从喷嘴被挤压出后形成稳定均一的幕帘以自由垂直方式落到高速运行的纸面上，涂层覆盖纸面后不会像刮刀、气刀、计量棒涂布方式一样对施涂于纸面的涂料再进行挤压，从而使帘涂最大化的保持了涂料覆盖纸面后涂层膜的初始原型，达到用比较少的涂布量但明显改善涂层遮盖效果的目的。

效果更好的涂布方式是将预涂刮刀涂布、帘涂和面涂刮刀涂布三种相结合的组合涂布方式。帘涂虽然对遮盖有明显的改善，但帘涂使用的胶粘剂非常特殊，为保障落帘时不飘帘、不破帘、不漏涂和落帘的持续与稳定、均一，使用的胶粘剂需要经特殊生产处理，但目前放眼整个生产胶粘剂的行业，只有极个别厂家可以提供性能优良的帘涂胶乳，因此大大制约了帘涂胶黏剂的选择，并由此降低了帘涂的效果进而影响了涂布白板纸的涂布质量。

技术实现要素：

鉴于背景技术存在的上述技术问题，需要提供一种新型帘涂涂料及其应用，含有所述新型涂布粘胶剂的涂料在帘涂过程中不会出现飘帘、破帘、漏涂和落帘的问题，实现白板纸帘涂效果的持续、稳定与均一。

为实现上述目的，在本发明的第一方面，发明人提供了一种帘涂涂料，以所含成分的重量份计，包含：

68-72份重质碳酸钙；

4-6份瓷土；

18-22份煅烧高岭土；

4-6份轻质碳酸钙；

0.15-0.20份碱；

0.1-0.2份分散剂；

0.2-0.4份羧甲基纤维素；

0.5-0.7份辅助胶粘剂；以及

10-13份含eva的帘涂胶乳。

在本发明的第二方面，发明人提供了一种帘涂涂料的应用，所述帘涂涂料为本发明第一方面所述，包括以下步骤：

供料，将所述帘涂涂料注入涂布设备；

第一次过滤；

上料；

第二次过滤；

热交换；

除气；

第三次过滤；

第四次过滤；以及

对原纸实施涂布。。

区别于现有技术，上述技术方案至少具有以下有益效果：

以丁二烯、苯乙烯为乳液聚合合成的丁苯帘涂乳胶是目前研制出的极少帘涂胶黏剂，成本高昂，性能单一，作为帘涂最关键的化工原料，这种情况也大大限制了业内对帘涂胶黏剂的选择。本发明提供的一种新型帘涂涂料使得白板纸帘涂工艺有更多的胶粘剂选择，不仅丰富了帘涂涂料的种类，还改善了现有帘涂涂料的性能，避免了飘帘、破帘、漏涂和落帘的问题，可以常规等量替代丁苯胶乳来供帘涂使用。

附图说明

图1为具体实施方式所述新型帘涂涂料的应用流程示意图。

具体实施方式

下面详细说明本发明第一方面所述的新型帘涂涂料和第二方面所述的该新型帘涂涂料的应用方法。

首先说明本发明第一方面所述的新型帘涂涂料。

一种帘涂涂料，以所含成分的重量份计，包含：

68-72份重质碳酸钙；

4-6份瓷土；

18-22份煅烧高岭土；

4-6份轻质碳酸钙；

0.15-0.20份碱；

0.1-0.2份分散剂；

0.2-0.4份羧甲基纤维素；

0.5-0.7份辅助胶粘剂；以及

10-13份含eva的帘涂胶乳。

瓷土，又名“高岭土”，是一种干燥的天然硅酸铝(h4al2si2o9)，可以作为低成本的增量剂或混合物。

煅烧高岭土是将高岭土在煅烧炉中烧结到一定的温度和时间，使其的物理化学性能产生一定的变化以满足一定的需求而得到的。煅烧高岭土与未煅烧高岭土相比，高温煅烧高岭土的结合水含量减少，二氧化硅和三氧化铝含量均增大，活性点增加，结构发生变化，粒径较小且均匀。

轻质碳酸钙(lightcalciumcarbonate)又称沉淀碳酸钙(precipitatedcalciumcarbonate，简称pcc)，是用化学加工方法制得的。由于它的沉降体积(2.4-2.8ml/g)比用机械方法生产的重质碳酸钙沉降体积(1.1-1.9ml/g)大，因此被称为轻质碳酸钙。它的化学式为caco3，它与所有的强酸发生反应，生成和相应的钙盐(如氯化钙cacl2)，同时放出二氧化碳。在常温下，轻质碳酸钙在水中的浓度积为8.7/1029、溶解度为0.0014；轻质碳酸钙水溶液的ph值为9.5～10.2；空气饱和轻质碳酸钙水溶液的ph值为8.0～8.6；轻质碳酸钙无毒、无臭、无刺激性，通常为白色，相对密度为2.7～2.9；沉降体积2.5ml/g以上，比表面积为5m²/g左右。

羧甲基纤维素(carboxylmethylcellulose，cmc)是一种阴离子型纤维素醚类，为无毒无味的白色絮状粉末，性能稳定，易溶于水，其水溶液为中性或碱性透明粘稠液体，可溶于其它水溶性胶及树脂，不溶于乙醇等有机溶剂。

本发明所述辅助胶粘剂为聚乙烯醇(polyvinylalcohol，pva)，它是一种重要的化工原料，外观是白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水(95℃以上)，微溶于二甲基亚砜，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂等。

乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylenevinylacetatecopolymer，简称eva)。eva由于在分子链中引入醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，提高了韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能，被广泛用于发泡鞋材、功能性棚膜、包装模、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。

重质碳酸钙(groundcalciumcarbonate，简称gcc)，是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等而制得。由于它的沉降体积(1.1-1.9ml/g)比用化学方法生产的轻质碳酸钙沉降体积(2.4-2.8ml/g)小，因此被称为重质碳酸钙。

进一步地，所述含eva的帘涂胶乳包括2-7份第一含eva的帘涂胶乳和5-10份第二含eva的帘涂胶乳。所述第一含eva的帘涂胶乳主要起稳定帘的作用和不破帘的作用，故又可称为稳帘胶乳，所述第二含eva的帘涂胶乳主要起到帘的延展性作用和减施涂后涂层不被高低不平纸面顶破的作用，故又可称为拉伸胶乳。

更进一步地，以所含成分的重量份计，所述含eva的帘涂胶乳为12份。

进一步地，所述含eva的帘涂胶乳包括7-2份第一含eva的帘涂胶乳和5-10份第二含eva的帘涂胶乳。更进一步地，所述第一含eva的帘涂胶乳固含量为49-53％，所述第二含eva的帘涂胶乳的固含量为43-46％。

进一步地，所述分散剂为丙烯酸类。

进一步地，所述帘涂涂料的固含量为61-63％。

其次说明本发明第二方面所述的帘涂涂料的应用，所述帘涂涂料为本发明第一方面所述，包括：

供料，将所述帘涂涂料注入涂布设备；

第一次过滤；

上料；

第二次过滤；

热交换；

除气；

第三次过滤；

第四次过滤；以及

对原纸实施涂布。

对原纸实施涂布时，应注意：1、环境温度要和帘涂涂料温度保持一致，防止温差产生冷凝水；2、帘涂涂料中的空气要全部清除，防止漏涂和破帘。

进一步地，所述对原纸实施涂布步骤包括：

预涂刮刀涂布；

帘式涂布；和

面涂刮刀涂布。

进一步地，所述预涂刮刀涂布的涂布量为14-15g/m²，所述帘式涂布的涂布量为9-10g/m²，所述面涂刮刀涂布的涂布量为11-12g/m²。

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。

具体实施方式中涉及到的性能参数测试仪器如下：

aic2-5t2000igt测试仪，igttestingsystems；

ri-3型印刷测试仪，石川岛株式会社；

265型粗糙度仪，lorentzen&wettre；

dcp-phy10k电脑测控平滑度仪，四川长江造纸仪器有限责任公司。

具体实施方式中涉及到的性能参数测试方法如下：

igt测试条件为：印刷压力1000n，印刷速度增速为1.3m/s，最终速度1.25m/s，安装好注射器支架装备并紧固，注射器加入适量本发明提供的帘涂涂料，将注射器正确安装在支架上，将印刷盘安装在印刷盘轴上，安装测试样品，转动扇形轮至起始位置，滴一滴测试液在印刷盘上，按两侧按钮完成印刷，测量污点长度。

印刷适用性指标ri的测试采用干强印刷进行测试，长170mm，宽度根据所需印刷之纸样数量来确定，调整好印刷所用的速度60rpm，用酒精将钢辊、胶辊及印刷橡皮垫表面擦干净，并将印刷缸转至纸夹自动张开的位置，把试样平整地放在垫上，旋转橡皮垫使纸夹自动夹紧试样的一边，试样的另一边用胶带固定在橡皮垫上，用油墨计量管注0.5ml的涂料，使其均匀分布在胶辊上，将印刷辊开关拨至on，开动电机，旋动手柄，使钢辊和胶辊接触，开始计时，匀墨时间3分钟，将两辊分开，将拌墨开关拨到off上，然后将印刷辊开关拨到on上，按下绿色印刷按钮，开始印刷，印刷完将印刷开关拨到off，印刷第2、3遍，匀墨时间改为30s、15s，印刷完毕后，取下试样，重新夹上一张空白底纸，装上印刷手柄手动印刷一次，取下底纸，与试样贴在一起，印刷结束后，用海绵蘸溶剂清洗，最后用酒精清洗，用五点法判定。

平滑度测试在室温下进行，接通dcp-phy10k电脑测控平滑度仪的电源，打开电源开关，选定量程范围和相应档位，从试样中抽取2-3个样进行测试，将待测试样测试面朝下，调整仪器压力为零，按动操作面板上的测试键，待显示屏上的数值不再变化时，压头自动升起，测试结束。

粗糙度测试参照平板印刷纸的测试，软背衬垫，夹紧压力为1.0mpa，将试样插入测量槽，自动开始测试，读取数据并打印报告。

实施例1

本实施例提供一种帘涂涂料及其应用

按帘涂涂料所含各成分的重量份计，本实施例提供的帘涂涂料含有69份重质碳酸钙、4份瓷土、18份煅烧高岭土、5份轻质碳酸钙、0.15份碱、0.1份丙烯酸钠，0.4份羧甲基纤维素、0.5份辅助胶粘剂聚乙烯醇和10份含eva的帘涂胶乳，所述含eva的帘涂胶乳中包括固含量为49％的第一含eva的稳帘胶乳和固含量为45％的第二含eva的拉伸胶乳。所述第一含eva的稳帘胶乳起稳定帘的作用和不破帘的作用，所述第二含eva的拉伸胶乳起到帘的延展性作用和减施涂后涂层不被高低不平纸面顶破的作用。本实施例得到的帘涂涂料固含量为61％。

所述对原纸实施涂布步骤包括：

预涂刮刀涂布；

帘式涂布；和

面涂刮刀涂布。

具体地，所述预涂刮刀涂布的涂布量为14-15g/m²，所述帘式涂布的涂布量为9-10g/m²，所述面涂刮刀涂布的涂布量为11-12g/m²。请参阅图1所示的流程示意图，采用本实施例提供的帘涂涂料用于灰底白板纸的帘式涂布生产工艺，具体包括：

供料，将所述帘涂涂料注入帘式涂布机的料筒，通过压力筛实现第一过滤，过滤后的帘涂涂料被泵送到上料站，经过卧式过滤器过滤，再进入热交换器进行换热，之后分别经过第一真空除气站、第二真空除气站和第三真空除气站的真空除气处理保证帘涂涂料不含空气，防止漏涂和破帘，再依次经由压力筛过滤器和锥形过滤器的过滤，所述帘涂涂料进入帘式涂布机开始实施常规的涂布，涂布过程中注意控制涂料温度和环境温度保持一致，防止温差使帘涂涂料产生冷凝水。

经过上述帘式涂布应用得到的灰底白板纸的涂层强度igt≥1.2、印刷适用性指标ri≥5、平滑度≥120s，粗糙度≤1.3。

实施例2

本实施例提供一种帘涂涂料及其应用

本实施例与实施例1不同之处在于，帘涂涂料含有所述72.1份重质碳酸钙、5份瓷土、18份煅烧高岭土、5份轻质碳酸钙、0.15份碱、0.1份丙烯酸钠，0.4份羧甲基纤维素、0.5份辅助胶粘剂聚乙烯醇和11份含eva的帘涂胶乳，所述含eva的帘涂胶乳中包括固含量为50％的第一含eva的稳帘胶乳和固含量为44％的第二含eva的拉伸胶乳。本实施例得到的帘涂涂料固含量为62.9％。

应用本实施例提供的帘涂涂料用于灰底白板纸的帘式涂布生产工艺与实施例1相同，得到的灰底白板纸的涂层强度igt≥1.2、印刷适用性指标ri≥4、平滑度≥120s，粗糙度≤1.3。

实施例3

本实施例提供一种帘涂涂料及其应用

本实施例与实施例1不同之处在于，帘涂涂料含有所述71份重质碳酸钙、6份瓷土、22份煅烧高岭土、6份轻质碳酸钙、0.20份碱、0.2份丙烯酸钾，0.2份羧甲基纤维素、0.6份辅助胶粘剂聚乙烯醇和12份含eva的帘涂胶乳，所述含eva的帘涂胶乳中包括固含量为53％的第一含eva的稳帘胶乳和固含量为43％的第二含eva的拉伸胶乳。本实施例得到的帘涂涂料固含量为62.0％。

应用本实施例提供的帘涂涂料用于灰底白板纸的帘式涂布生产工艺与实施例1相同，得到的灰底白板纸的涂层强度igt≥1.2、印刷适用性指标ri≥4、平滑度≥120s，粗糙度≤1.3。

实施例4

本实施例提供一种帘涂涂料及其应用

本实施例与实施例1不同之处在于，帘涂涂料含有所述70份重质碳酸钙、5份瓷土、21份煅烧高岭土、6份轻质碳酸钙、0.20份碱、0.2份丙烯酸钠，0.2份羧甲基纤维素、0.6份辅助胶粘剂聚乙烯醇和13份含eva的帘涂胶乳，所述含eva的帘涂胶乳中包括固含量为52％的第一含eva的稳帘胶乳和固含量为46％的第二含eva的拉伸胶乳。本实施例得到的帘涂涂料固含量为61.5％。

应用本实施例提供的帘涂涂料用于灰底白板纸的帘式涂布生产工艺与实施例1相同，得到的灰底白板纸的涂层强度igt≥1.2、印刷适用性指标ri≥4、平滑度≥120s，粗糙度≤1.3。

实施例5

本实施例提供一种帘涂涂料及其应用

本实施例与实施例1不同之处在于，帘涂涂料含有所述68份重质碳酸钙、6份瓷土、20份煅烧高岭土、6份轻质碳酸钙、0.18份碱、0.2份丙烯酸钠，0.3份羧甲基纤维素、0.7份辅助胶粘剂聚乙烯醇和12份含eva的帘涂胶乳，所述含eva的帘涂胶乳中包括固含量为51％的第一含eva的稳帘胶乳和固含量为45％的第二含eva的拉伸胶乳。本实施例得到的帘涂涂料固含量为61.9％。

应用本实施例提供的帘涂涂料用于灰底白板纸的帘式涂布生产工艺与实施例1相同，得到的灰底白板纸的涂层强度igt≥1.2、印刷适用性指标ri≥4、平滑度≥110s，粗糙度≤1.3。

从上述实施例数据可知，本发明中含有eva的帘涂涂料作为帘式涂布用的帘涂胶乳后，灰底白板纸的涂布质量指标保持质量一致，其涂层强度、印刷适用性不受影响。由于eva原料价格相对便宜、稳定，利于下游厂家节约生产成本提高市场竞争力。传统丁苯胶乳的帘涂胶乳是以石油衍生物丁二烯、苯乙烯为主要原料聚合合成的，石油衍生品受地缘动荡、国际政治影响大容易造成价格激烈波动，给使用厂家带来价格激烈波动，本发明帘涂涂料是以天然气为主要衍生品为原料合成的胶黏剂，资源更丰富，不容易受地缘、国际政治等因素影响，原料价格相对稳定有利于下游使用厂家。

本发明提供的帘涂涂料使得白板纸帘涂工艺有更多的胶粘剂选择，不仅丰富了帘涂涂料的种类，还改善了现有帘涂涂料的性能，避免了飘帘、破帘、漏涂和落帘的问题，可以常规等量替代丁苯胶乳来供帘涂使用。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

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