一种轮转机印刷用铜版纸及其生产方法与流程

本发明涉及造纸技术领域，特别是涉及一种轮转机印刷用铜版纸及其生产方法。

背景技术：

现代中国的印刷业内，商业轮转印刷异军突起。商业轮转机的上马，将商业印刷提高到一个更高的层次。它以更短的生产周期、印品批量大和优质、快捷、高效为特性适应了现代印刷市场的要求。作为轮转印刷主要用纸之一，铜版纸一般用来制作高级印刷品。

由于轮转印刷印速非常快，要求铜版纸在印后极短时间完成干燥，因此轮转机烘箱温度设定一般在200℃左右，纸张通过烘箱时纸面温度高达120℃以上。

然而本申请的发明人在长期的研发过程中发现，纸张内部水分在此高温下迅速汽化膨胀，如水分不能及时从内部逸出，就会发生纸面局部鼓泡以及接头分层等问题，严重影响轮转印刷的效率。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种轮转机印刷用铜版纸及其生产方法，能够提高铜版纸的耐温性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种轮转机印刷用铜版纸，所述铜版纸包括原纸及形成在所述原纸表面的涂布层；所述涂布层由表面施胶层、底涂层、面涂层中的至少两种组成；所述底涂层和/或面涂层包含颜料和第一胶乳，所述第一胶乳中含有第二胶乳；其中，所述第二胶乳的粒径在185nm以上，且所述第二胶乳中凝胶的质量百分含量为20％～60％。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种轮转机印刷用铜版纸的生产方法，所述方法包括：提供原纸；在所述原纸的表面依次涂覆表面施胶层、底涂层、面涂层中的至少两层，进而获得所述铜版纸；其中，所述底涂层和/或面涂层包含颜料和第一胶乳，所述第一胶乳中含有第二胶乳；所述第二胶乳的粒径在185nm以上，且所述第二胶乳中凝胶的质量百分含量为20％～60％。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明铜版纸包括原纸及形成在原纸表面的涂布层；涂布层由表面施胶层、底涂层、面涂层中的至少两种组成；底涂层和/或面涂层包含颜料和第一胶乳，第一胶乳中含有第二胶乳；其中，第二胶乳的粒径在185nm以上，且第二胶乳中凝胶的质量百分含量为20％～60％。第二胶乳的采用，能够显著改善面涂层的开孔性，进而改善成纸的透气性能，使得铜版纸在通过烘箱时，纸张内部水分迅速汽化膨胀并能够及时从中逸出，进而在一定程度上避免发生纸面局部鼓泡以及接头分层等问题的出现，从而提高铜版纸的耐温性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本发明轮转机印刷用铜版纸的生产方法一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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的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。

本发明轮转机印刷用铜版纸一实施方式中，包括原纸及形成在原纸表面的涂布层。

其中，原纸抄造的原料主要包括浆料、填料以及化学助剂。其中，浆料可以为针叶木化学浆、阔叶木化学浆或杂木化学浆、竹浆、脱墨浆、机械浆、回抄损纸浆等中的至少一种，填料则可为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、二氧化钛等中的一种或其混合物，化学助剂为荧光增白剂、染料、干强剂、内部施胶剂、双元或三元助留/助滤剂中的一种或多种搭配使用。在一个应用场景中，助留/助滤剂可选用：阳离子聚丙烯酰胺+微粒硅溶胶/膨润土+阴离子聚丙烯酰胺。

在一个应用场景中，在该原纸中的纸浆部分包括针叶木化学浆、阔叶木化学浆、机械浆、回抄损纸浆和其他浆料，其中针叶木化学浆、阔叶木化学浆、机械浆、回抄损纸浆和其他浆料的质量比为20～40：50～70：0～15：10～20：0～30。填料与纸浆的质量比为5～15：100。化学助剂与纸浆的质量比为0.02～2.0：100。原纸基重控制在45～70g/m²范围内。

其中，机械浆的配比在保证原纸的层间结合强度不受影响的情况下能够在一定程度上降低纸张的成本。

在一个应用场景中，针叶木化学浆的磨浆游离度为280～380ml，阔叶木化学浆、杂木化学浆、竹浆、脱墨浆(尤指白度在80％以上的脱墨浆)的磨浆游离度为300～400ml，机械浆的磨浆游离度为150～300ml。将浆料的游离度控制在上述范围之内，能够使得原纸具有高的内聚力。

在一个应用场景中，填料优选重质碳酸钙，其粒径小于等于2μm的部分占比在60～65％。填料的选择以及上述填料配比的范围能够在一定程度上减少填料对原纸内聚力的不利影响。

在一个应用场景中，可采用阳离子淀粉、中低分子量阳离子聚丙烯酰胺作为干强剂。其中，阳离子淀粉的用量可为0.8～1.2％绝对干浆，阳离子聚丙烯酰胺的用量可为0.3～0.5％绝对干浆。

涂布层由表面施胶层、底涂层、面涂层中的至少两种组成，即涂布层由表面施胶层、底涂层组成，或由表面施胶层、面涂层组成，或由表面施胶层、底涂层、面涂层，或由底涂层、面涂层组成。

其中，表面施胶层是由淀粉、表面上胶剂、表面施胶剂中的一种或其混合物组成。

底涂层和/或面涂层包含颜料和第一胶乳，第一胶乳中含有第二胶乳。

其中，颜料主要指高岭土、碳酸钙、滑石粉、黏土、钛白粉等无机颜料以及塑性颜料等有机颜料等。

第一胶乳可为丁苯胶乳、丙苯胶乳、醋酸乙烯胶乳等中的至少一种。

其中，第二胶乳的粒径在185nm以上，且第二胶乳中凝胶的质量百分含量为20％～60％。胶乳的凝胶含量是指胶乳在合成过程中产生的高分子聚合物的量，采用上述凝胶含量能够在一定程度上降低涂层的致密性，进而提升透气性。同时采用上述粒径的第二胶乳，能够提高干燥后涂层开孔性。

本实施方式铜版纸包括原纸及形成在原纸表面的涂布层；涂布层由表面施胶层、底涂层、面涂层中的至少两种组成；底涂层和/或面涂层包含颜料和第一胶乳，第一胶乳中含有第二胶乳；其中，第二胶乳的粒径在185nm以上，且第二胶乳中凝胶的质量百分含量为20％～60％。第二胶乳的采用，能够显著改善面涂层的开孔性，进而改善成纸的透气性能，使得铜版纸在进行轮转印刷后通过烘箱时，纸张内部水分迅速汽化膨胀并能够及时从中逸出，进而在一定程度上避免发生纸面局部鼓泡以及接头分层等问题的出现，从而提高铜版纸的耐温性。

其中，在一实施方式中，在底涂层中，颜料包含轻质碳酸钙和重质碳酸钙，其中，轻质碳酸钙和重质碳酸钙的质量比为30～100：0～70。在一个应用场景中，轻质碳酸钙在颜料中的质量百分含量为50～70％。

在上述颜料中，所采用的轻质碳酸钙中，粒径小于等于2μm的部分占比在50～90％，优选地，粒径小于等于2μm的部分占比大于80％；所采用的重质碳酸钙中，粒径小于等于2μm的部分占比在60～98％。

底涂层还包括淀粉，其中，颜料、淀粉以及第一胶乳的质量比为100：0～8：9～14。在一个应用场景中，底涂层中的第二胶乳在第一胶乳中的质量百分含量为30～60％。

进一步，底涂层中还可以包括分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂、流变剂以及增粘剂等添加剂中的至少一种。在一个应用场景中，颜料：分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂、流变剂以及增粘剂的质量比为100：0.05～0.15：0.05～0.10：0.2～0.6：0～0.4：0.03～0.06：0.2～0.6。在一个应用场景中，上述添加剂还可以进一步包括着色剂、保湿剂、增稠剂等中的至少一种。

本实施方式中的底涂层，在将上述颜料、淀粉、胶乳以及添加剂等混合后，加水配制成固含量在63～67％的底涂涂料。另外，还可加碱调整ph在9.0±0.5。

在面涂层中，颜料包括轻质碳酸钙、重质碳酸钙以及瓷土，轻质碳酸钙、重质碳酸钙以及瓷土的质量比为0～30：40～100：0～30。其中轻质碳酸钙中，粒径小于等于2μm的部分占比在95％；所采用的重质碳酸钙中，粒径小于等于2μm的部分占比在60～98％；所采用的瓷土，粒径小于等于2μm的部分占比在85～90％。

其中，颜料和第一胶乳的质量比为100：9～12。在一个应用场景中，面涂层中第二胶乳在第一胶乳中的质量百分含量为30～50％。

进一步，面涂层中还可以包括荧光增白剂、染料、分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂、流变剂、增粘剂等添加剂中的至少一种，其中，颜料、荧光增白剂、染料、分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂、流变剂、增粘剂的质量比为100：0.06～0.28：0.003～0.01：0.05～0.15：0.05～0.10：0.2～0.6：0～0.4：0.03～0.06：0.2～0.6。在一个应用场景中，上述添加剂还可以进一步包括着色剂、保湿剂、增稠剂等中的至少一种。

在将上述颜料、淀粉、胶乳以及添加剂等混合后，加水配制成固含量在66～70％的面涂涂料，并加碱调整ph在9.0±0.5。

本实施方式中，在底涂层与面涂层中，第二胶乳与轻质碳酸钙(尤其是菱形轻质碳酸钙)的配合使用，可显著改善底涂层的开孔性，进而改善成纸的透气性能。

在一个应用场景中，本发明铜版纸底涂层的涂布量为4～11g/m²/面、面涂层的涂布量为8～14g/m²/面。优选地，底涂层涂布量分别为8～10g/m²/面、面涂层的涂布量为10～14g/m²/面。

其中，低底涂涂布量、高面涂涂布量条件下，能够减弱底涂层的封闭性，改善面涂层的开孔性，进而进一步改善铜版纸的透气性。另外在保证高的纸张层间结合强度的条件下，纸张的抗起泡性能将获得明显提升。同时，采用较高面涂涂布量，对于铜版纸在亚光后的光泽度、粗糙度、面感等物性也十分有利。

在一个应用场景中，原纸经过表面施胶后的水分控制在3～4％，底涂、面涂后的水分控制在5～6％，经超级压光后形成的铜版纸纸张水分控制在3.5～4.0％。在铜版纸维持3.5～4.0％相对较高水分的情况下，纸张具有高的耐着度以及表面强度，轮转印刷掉粉现象也会明显减轻。

请参阅图1，图1是本发明轮转机印刷用铜版纸的生产方法的流程示意图，该方法包括：

步骤s101：提供原纸；

在一个应用场景中，原纸基重在45～70g/m²范围内。

步骤s102：在原纸的表面依次涂覆表面施胶层、底涂层、面涂层中的至少两层，进而获得铜版纸；

其中，底涂层和/或面涂层包含颜料和第一胶乳，第一胶乳中含有第二胶乳；第二胶乳的粒径在185nm以上，且第二胶乳中凝胶的质量百分含量为20％～60％。

表面施胶层可采用机内涂布方式进行，涂布量可为1.5～3g/m²/面。底涂层、面涂层可采用棒式、刮刀式等中的至少一种进行双面双层涂布，可为机外涂布或者机内涂布，底涂层涂布量可为4～11g/m²/面、面涂层的涂布量可为8～14g/m²/面。优选地，底涂层涂布量分别为8～10g/m²/面、面涂层的涂布量为10～14g/m²/面。

本实施方式中，第二胶乳的采用能够显著改善面涂层的开孔性，进而改善成纸的透气性能，使得铜版纸在通过烘箱时，纸张内部水分迅速汽化膨胀并能够及时从中逸出，进而在一定程度上避免发生纸面局部鼓泡以及接头分层等问题的出现，从而提高铜版纸的耐温性。

其中，在一实施方式中，步骤s101包括：采用针叶木化学浆、阔叶木化学浆、机械浆、回抄损纸浆混合或再与其它浆料混合制成纸浆，然后向纸浆中加入填料、化学助剂混合制成原纸。

其中，针叶木化学浆的磨浆游离度为280～380ml，阔叶木化学浆的磨浆游离度为300～400ml，机械浆的磨浆游离度为150～300ml。

其中，关于原纸、涂层的成分、配比等相关内容与本发明轮转印刷用铜版纸实施方式中的相同，具体参见上述实施方式，此处不再赘述。

下面通过具体实施例对本发明进行具体说明。

空白实施例

原纸抄造时，采用针叶木化学浆、阔叶木化学浆、机械浆、竹浆以及回抄损纸浆分别以40％、25％、15％、10％、10％的质量配比制备混合纸浆，其中主体浆料针叶木化学浆的磨浆游离度300ml，阔叶木化学浆的磨浆游离度340ml；加入8％(相对于纸浆的重量)的重质碳酸钙作为填料，再加入化学助剂：内部施胶淀粉1.2％、阳离子聚丙酰胺类阳离子保留助剂200ppm、硅胶类阴离子保留助剂2400ppm，经过网部脱水成型，在经过压榨、烘干，获得水分在2～3％的基重为64g/m²的原纸。

在原纸上，采用酶转化淀粉进行机内表面施胶，施胶量控制在2～3g/m²/面，抄造成70g/m²的纸。在经过烘干，控制其水分为4.5～5％，内聚力大于2.5kg.cm。

经过表面施胶后的原纸，再进行刮刀式双面双层涂布，涂层中的底涂层涂料中的颜料配比为：轻质碳酸钙与重质碳酸钙的质量比为0：100；颜料、淀粉、胶乳的质量比为100：8：11，第二胶乳占面涂胶乳的比例为0％；颜料、分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂的质量比为100：0.005：0.005：0.5：0.5，加水配制成固含量在66％的底涂涂层涂料。涂布量为9g/m²/面。涂层中的面涂层的颜料层颜料配比为：轻质碳酸钙、重质碳酸钙、瓷土的质量比为0：70：30，颜料、胶乳的质量比为100：11，第二胶乳占面涂胶乳的比例为0％；颜料、分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂的质量比为100：0.005：0.005：0.5：0.3，加水配制成固含量在68％的面涂涂层涂料。涂布量为12g/m²/面，涂成115g/m²的涂布纸(绝干基重112g/m²)。涂布后的纸张经过烘干后，压光处理，控制其水分在4％以下。

对比实施例1

原纸抄造时，采用针叶木化学浆、阔叶木化学浆、机械浆、竹浆、回抄损纸浆的质量比为40％：50％：5％：0％：5％的浆料配比制备混合纸浆，其中主体浆料针叶木化学浆的磨浆游离度300ml，阔叶木化学浆的磨浆游离度340ml；加入8％(相对于纸浆的重量)的重质碳酸钙作为填料，再加入化学助剂：内部施胶淀粉1.2％，阳离子聚丙酰胺类阳离子保留助剂200ppm，硅胶类阴离子保留助剂2400ppm，经过网部脱水成型，在经过压榨、烘干，获得水分在2～3％的基重为64g/m²的原纸。

在原纸上，采用酶转化淀粉进行机内表面施胶，施胶量控制在2～3g/m²/面，抄造成70g/m²的纸。在经过烘干，控制其水分为3～4％，内聚力大于2.5kg.cm。

经过表面施胶的原纸，再进行刮刀式双面双层涂布，涂层中的底涂层涂料中的颜料配比为：轻质碳酸钙、重质碳酸钙的质量比为50：50；颜料、淀粉、胶乳的质量比为100：8：11，第二胶乳占底涂胶乳的比例为40％；颜料、分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂的质量比为100：0.05：0.05：0.5：0.4，加水配制成固含量在66％的底涂涂层涂料。涂布量为9g/m²/面。涂层中的面涂层中颜料配比为：轻质碳酸钙、重质碳酸钙、瓷土的质量比为30：40：30，颜料、胶乳的质量比为100：11，第二胶乳占面涂胶乳的比例为40％；颜料、分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂的质量比为100：0.05：0.05：0.5：0.3，加水配制成固含量在68％的面涂涂层涂料。涂布量为12g/m²/面，涂成115g/m2的涂布纸(绝干基重112g/m²)。涂布后的纸张经过烘干后，压光处理，控制其水分在4％以下。

对比实施例2

原纸抄造时，采用针叶木化学浆、阔叶木化学浆、机械浆、竹浆、回抄损纸浆的质量比为20％：50％：10％：5％：15％的浆料配比制备混合纸浆，其中主体浆料针叶木化学浆的磨浆游离度300ml，阔叶木化学浆的磨浆游离度320ml；加入10％(相对于纸浆的重量)的重质碳酸钙作为填料，再加入化学助剂：内部施胶淀粉1.0％、烷基烯酮二聚体类施胶剂0.8％、阳离子聚丙酰胺类阳离子保留助剂300ppm、硅胶类阴离子保留助剂3000ppm，经过网部脱水成型，再经过压榨、烘干，获得水分在2～3％的基重为50g/m²原纸。

在原纸上，采用氧化淀粉进行机内表面施胶，施胶量控制在2g/m²/面，抄造成54g/m²的纸。在经过烘干，控制其水分为4.5～5％，内聚力大于3.0kg.cm。

经过表面施胶的原纸，再进行刮刀式涂布，其涂料中的颜料配比为：轻质碳酸钙、重质碳酸钙、瓷土的质量比为30：50：20；颜料、胶乳的质量比为100：12，第二胶乳占面涂胶乳的比例为60％；颜料、分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂的质量比为100：0.05：0.05：0.5：0.4，加水配制成固含量在67％的面涂涂层涂料。涂布量为12～13g/m²/面，涂成80g/m²的涂布纸。涂布后的纸张经过干燥后，压光处理，控制其水分在4％以下。

对比实施例3

原纸纸抄造时，采用针叶木化学浆、阔叶木化学浆、机械浆、竹浆、回抄损纸浆的质量比为20％：50％：10％：10％：10％的浆料配比制备混合纸浆，其中主体浆料针叶木化学浆的磨浆游离度300ml，阔叶木化学浆的磨浆游离度340ml；加入8％(相对于纸浆的重量)的重质碳酸钙作为填料，再加入化学助剂：内部施胶淀粉1.2％、阳离子聚丙酰胺类阳离子保留助剂300ppm、硅胶类阴离子保留助剂2400ppm，经过网部脱水成型，在经过压榨、烘干，获得水分在2～3％的基重为64g/m²的原纸。

在原纸上，采用酶转化淀粉进行机内表面施胶，施胶量控制在2～3g/m²/面，超造成70g/m²的纸。在经过烘干，控制其水分为3.5～4％，内聚力大于2.5kg.cm。

经过表面施胶的原纸，再进行刮刀式双面双层涂布，涂层中的底涂层涂料中的颜料配比为：轻质碳酸钙、重质碳酸钙的质量比为30：70；颜料、淀粉、胶乳的质量比为100：8：11，第二胶乳占面涂胶乳的比例为40％；颜料、分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂的质量比为100：0.05：0.05：0.5：0.4，加水配制成固含量在66％的面涂涂层涂料。涂布量为9g/m²/面。涂层中的面涂层的颜料层颜料配比为：轻质碳酸钙、重质碳酸钙、瓷土的质量比为30：40：30，颜料、胶乳的质量比为100：11，第二胶乳占面涂胶乳的比例为40％；颜料、分散剂、消泡剂、耐水化剂、润滑剂的质量比为100：0.05：0.05：0.5：0.3，加水配制成固含量在68％的面涂涂层涂料。涂布量为12g/m²/面，涂成115g/m²的涂布纸(绝干基重112g/m²)。涂布后的纸张经过烘干后，压光处理，控制其水分在4％以下。

对上述各实施例中的铜版纸进行透气性以及白样油浴耐温性测试，得到的测试结果如下表1所示：

表1各实施例铜版纸相关参数及测试结果

上述各实施例中空白实施例中通过表1可以看出，在保证原纸基重以及内聚力相当的情况下，对比实施例1、2、3采用本发明优化的涂层配方，最终所生产的铜版纸在保证成纸内聚力相当甚至更强的情况下，透气度明显比空白实施例中提高得多，相应地，耐温性也均提升了35℃以上。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是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，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。