一种喷墨印刷纸的生产工艺的制作方法

1.本发明涉及造纸领域，涉及一种喷墨印刷纸的生产工艺。


背景技术：

2.随着人们对印刷品的质量、品种、多样化、个性化要求的不断提高，许多计算机辅助控制的印刷技术应运而生，其中典型代表是喷墨打印技术。喷墨打印是一种非撞击、点阵式打印技术，墨滴由小孔直接喷射到介质表面的特定位置以形成图像。喷墨打印技术是在电脑上直接排版，输到工业打印机实现印刷目的，不需要有制版、晒版等过程，减少了这方面的费用，特别适用于小批量、个性化印刷品。
3.由于喷墨打印的墨水多是水性墨，对纸张承载物的要求不同于传统油印机。要求纸张具有吸墨快但不扩散、不渗透、不聚墨、耐摩擦等性能，为了避免粉尘堵塞喷头，还需要纸张有不掉毛、不掉粉等性能；喷墨打印用的墨水有纯黑色和其它颜色，各类墨水用的较多的碳黑或其它颜料经过表面阴离子改性或用阴离子研磨分散剂研磨后粒径变小，并使之表面带上阴电荷而均匀的分散于水中；目前，为了满足上述产品的使用性能或部分使用性能，生产厂家一般通过在浆内或表面增加抗水类施胶剂或成膜助剂或直接在纸张表面增加一道涂布工序来封闭纸张的纤维孔隙，但这类方法的缺点是纸张的透气性差，干燥速度缓慢，墨水大多聚集在纸张表面，在潮湿的环境下易发生不耐摩擦、蹭脏的现象，并且增加一道涂布的方法会大幅度增加生产和使用成本；除此之外，还有用普通的胶版印刷纸来当做喷墨打印用纸张，这类纸张的缺点是墨水渗进纸张后容易随着纤维的走向四处扩散，印刷的图案会有不同程度的毛刺现象，且无法通过其他方式根除。
4.因此如何从根本上解决上述问题，提供一种更高品质的喷墨印刷纸成为本领域亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术存在的诸多问题，提供了一种喷墨印刷纸的生产工艺，该工艺通过阳离子改性使碳酸钙表面带上正电，同时采用在上网前的混合浆料中加入电荷调节剂以及表面施胶剂改用带正电荷的高聚物的方式，使整个纸张表面达到带阳电荷的状态，使带负电荷的墨滴接触纸张后在电荷间的作用力下能快速且牢固的与接触点的阳电荷结合，从而提高墨水的被吸收速度和结合牢固程度，避免了墨滴在承载物表面的自由扩散、自由流动导致的干燥缓慢、图案边缘毛刺、或局部堆墨后受潮易蹭脏等现象。
6.本发明的最大特点在于：
7.同时采用阳离子改性使碳酸钙表面带上正电，在上网前的混合浆料中加入电荷调节剂；表面施胶剂改用带正电荷的高聚物的三种方式，使整个纸张表面达到带阳电荷的状态；并且筛选出了最佳的添加物质和相应的加工方法，从而填补了本领域的空白。
8.本申请的具体技术方案如下：
9.一种喷墨印刷纸的生产工艺，主要特点如下：
10.1、浆料配比按重量百分比计为：
11.漂白针叶化学浆：占5
‑
10％，打浆浓度4
‑
5％，叩解度28
‑
32
°
sr；
12.漂白阔叶化学浆：占80
‑
90％，打浆浓度5
‑
6％，叩解度34
‑
38
°
sr；
13.漂白化学机械浆：占5
‑
10％，打浆浓度3
‑
4％，叩解度30
‑
32
°
sr。
14.其中：针叶浆轻打浆，保留其长度，在纸中起骨架作用；阔叶浆提高其分丝帚化的程度，提高结合力，并保证匀度各表面细腻程度；化学机械浆以解离为主，主要利用该浆的松厚度高的特点来提高纸张的疏松性，提高吸墨速度。
15.2、其它原料的制备和填加工艺：(除特殊说明外均为重量百分比)
16.研磨碳酸钙：65级(即：粒径≤2um的占65％以上)，固含量60
‑
65％，用量300
‑
350kg/吨纸；
17.浆内用阳离子淀粉：为木薯阳离子淀粉或玉米阳离子淀粉，取代度≥0.04ds；用量50
‑
60kg/吨研磨碳酸钙；
18.表面施胶用阳离子淀粉：为木薯阳离子淀粉或玉米阳离子淀粉，取代度0.02
‑
0.03ds；因为表面胶用的阳离子淀粉要求使用粘度较低，取代度过高不易被淀粉酶降解，故而选择上述取代度范围；用量40
‑
60kg/吨纸；
19.阳离子聚丙烯酰胺：分子量≥1000万，阳离子度≥25％；用量1.0
‑
1.5kg/吨纸；
20.聚合氯化铝：盐基度40
‑
70％，氧化铝含量10
‑
15％；用量2
‑
6kg/吨纸；
21.定着剂选用聚二烯丙基二甲基氯化铵：固含量40
‑
45％，用量2
‑
6kg/吨纸。
22.主要化工原料制备方法：
23.(1)浆内用阳离子淀粉糊化方法，及对研磨碳酸钙的改性方法：
24.阳离子淀粉用清水稀释至4
‑
5％浓度，蒸煮器蒸煮温度110
‑
120℃，蒸煮3
‑
5min，完成后泵送至研磨碳酸钙储存罐中，加入量为每吨研磨碳酸钙加50
‑
60kg阳离子淀粉(按绝干量核算)，储存罐内搅拌速度80
‑
100r/min，反应15
‑
20min，泵送至混合浆池；
25.(2)表面施胶用阳离子淀粉制备方法：
26.阳离子淀粉用清水稀释到20
‑
25％浓度，加入0.3
‑
0.5kg/吨淀粉的α淀粉酶，升温至50
‑
80℃，反应30min，然后通过快速蒸煮器在120
‑
150℃下快速糊化淀粉，同时灭活淀粉酶，然后在线稀释至10
‑
15％的浓度，泵送至施胶机，进入施胶机的温度保持在55
‑
65℃，施胶量1.0
‑
1.5g/m2。
27.(3)阳离子聚丙烯酰胺制备方法：
28.溶解浓度0.15
‑
0.25％；搅拌速度100
‑
110rpm；使用清水溶解；
29.本发明所采用的上述各个原料均是在现有原料中优选出来的，通过阳离子改性的方式增加其正电荷携带量，并首次将其应用在喷墨打印纸的生产过程中，使得整个喷墨打印纸纸张带有阳电荷并可以与墨水中的负电荷中和来固着墨水，与现有技术相比，上述技术方案中，所加入到系统中的带有阳电荷的物质的量远高于现有技术，这样表面胶内的阳电荷可全部用于与墨水中的阴电荷结合；浆内的阳电荷一部分抄纸被消耗掉，剩余的阳电荷依然可以用于墨水中的阴电荷结合，从而大幅提高了墨水的被吸收速度和结合牢固程度；同时阳离子淀粉和阳离子pam等高聚物的架桥絮聚作用也提高了成纸纤维之间的结合力，提高了纸张强度，同时避免了墨滴在纸张表面的自由扩散、自由流动。
30.在上述改进点的支持下，本发明所述的喷墨印刷纸的生产工艺的具体工艺步骤如
下：
31.(1)三种浆分别按工艺要求打浆后按比例混合泵入混合浆池；
32.(2)浆内用的阳离子淀粉用清水稀释至4
‑
5％浓度，蒸煮器蒸煮温度110
‑
120℃，蒸煮3
‑
5min，完成后泵送至研磨碳酸钙储存罐中，加入量为每吨研磨碳酸钙加50
‑
60kg阳离子淀粉(按绝干量核算)，储存罐内搅拌速度80
‑
100r/min，反应15
‑
20min，泵送至混合浆池，与上述三种浆混合均匀；
33.(3)在混合浆池的出浆口连续加入稀释后的阳离子聚丙烯酰胺，进入充浆泵，经过充浆泵充分混合；
34.(4)上述混合浆料经过除砂器、除气器后，用上浆泵打入压力筛，在压力筛的进口连续加入聚合氯化铝和定着剂，经过压力筛的剪切作用将较大的絮团打散；
35.(5)上述混合后的浆料进入纸机的流浆箱、上网、经过压榨部、前干燥形成干燥的纸页；
36.(6)表面施胶用的阳离子淀粉用清水稀释到20
‑
25％浓度，加入0.3
‑
0.5kg/吨淀粉的α淀粉酶，升温至50
‑
80℃，反应30min，然后通过快速蒸煮器在120
‑
150℃下快速糊化淀粉，同时灭活淀粉酶，然后用热水在线稀释至10
‑
15％的浓度，泵送至施胶机，进入施胶机的温度保持在55
‑
65℃，施胶量1.0
‑
1.5g/m2；
37.(7)前干燥部出来的干纸页经过施胶机施胶后再进入后干燥部继续干燥，经过压光机、卷取部、分切部，成为成品。
38.上述方法除特殊说明外，其均采用现有常规工艺完成，发明人不再赘述；
39.综上所述，本发明采用阳离子改性使碳酸钙表面带上正电，同时采用在上网前的混合浆料中加入电荷调节剂以及表面施胶剂改用带正电荷的高聚物这三种方式，使整个纸张表面达到带阳电荷的状态，使带负电荷的墨滴接触纸张后在电荷间的作用力下能快速且牢固的与接触点的阳电荷结合，从而提高墨水的被吸收速度和结合牢固程度，避免了墨滴在承载物表面的自由扩散、自由流动导致的干燥缓慢、图案边缘毛刺、或局部堆墨后受潮易蹭脏等现象。
附图说明
40.图1为本申请的工艺流程示意图。
具体实施方式
41.下面结合实施例来进一步说明本发明，可以使本领域技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。除特殊说明外，下述百分比均为重量百分比；所述各物料均从市场上直接购得。
42.实施例1
43.一种喷墨印刷纸的生产工艺，具体步骤如下：
44.1、浆料配比：
45.漂白针叶化学浆：占10％，打浆浓度4
‑
5％，叩解度28
‑
32
°
sr；
46.漂白阔叶化学浆：占80％，打浆浓度5
‑
6％，叩解度34
‑
38
°
sr；
47.漂白化学机械浆：占10％，打浆浓度3
‑
4％，叩解度30
‑
32
°
sr。
48.2、其它原料：
49.研磨碳酸钙：65级(即：粒径≤2um的占65％以上)，固含量60％，用量300kg/吨纸；
50.浆内用阳离子淀粉：为木薯阳离子淀粉或玉米阳离子淀粉，取代度≥0.04ds；用量55kg/吨研磨碳酸钙；
51.表面施胶用阳离子淀粉：为木薯阳离子淀粉或玉米阳离子淀粉，取代度0.02
‑
0.03ds；；用量60kg/吨纸；
52.阳离子聚丙烯酰胺：分子量≥1000万，阳离子度≥25％；用量1.0kg/吨纸；
53.聚合氯化铝：盐基度40
‑
70％，氧化铝含量10
‑
15％；用量3kg/吨纸；
54.定着剂选用聚二烯丙基二甲基氯化铵：固含量40
‑
45％，用量3kg/吨纸
55.与之对应的上述相关原料的进一步加工方法如下：
56.(1)浆内用阳离子淀粉糊化方法，及对研磨碳酸钙的改性方法：
57.阳离子淀粉用清水稀释至4％浓度，蒸煮器蒸煮温度110
‑
120℃，蒸煮5min，完成后泵送至研磨碳酸钙储存罐中，加入量为每吨研磨碳酸钙加60kg阳离子淀粉(按绝干量核算)，储存罐内搅拌速度100r/min，反应20min，泵送至混合浆池；
58.(2)表面施胶用阳离子淀粉制备方法：
59.阳离子淀粉用清水稀释到20％浓度，加入0.4kg/吨淀粉的常规α淀粉酶，升温至60℃，反应30min，然后通过快速蒸煮器在120
‑
150℃下快速糊化淀粉，同时灭活淀粉酶，然后在线稀释至15％的浓度，泵送至施胶机；
60.(3)阳离子聚丙烯酰胺溶液的制备方法：
61.溶解浓度0.15％；搅拌速度110rpm；使用清水溶解；
62.对应的具体制备工艺步骤如下：
63.三种浆分别按工艺要求打浆后按比例混合泵入混合浆池；
64.浆内用的阳离子淀粉用清水稀释至4％浓度，蒸煮器蒸煮温度110
‑
120℃，蒸煮5min，完成后泵送至研磨碳酸钙储存罐中，加入量为每吨研磨碳酸钙加60kg阳离子淀粉(按绝干量核算)，储存罐内搅拌速度100r/min，反应20min，也泵送至混合浆池，与上述三种浆混合均匀；
65.在混合浆池的出浆口连续加入稀释后的阳离子聚丙烯酰胺，进入充浆泵，经过充浆泵充分混合；
66.上述混合浆料经过除砂器、除气器后，用上浆泵打入压力筛，在压力筛的进口连续加入聚合氯化铝和定着剂，经过压力筛的剪切作用将较大的絮团打散；
67.上述混合后的浆料进入纸机的流浆箱、上网、经过压榨部、前干燥形成干燥的纸页；
68.表面施胶用的阳离子淀粉用清水稀释到20％浓度，加入0.4kg/吨淀粉的α淀粉酶，升温至60℃，反应30min，然后通过快速蒸煮器在120
‑
150℃下快速糊化淀粉，同时灭活淀粉酶，然后用热水在线稀释至15％的浓度，泵送至施胶机，进入施胶机的温度保持在55
‑
65℃，施胶量1.5g/m2。
69.前干燥部出来的干纸页经过施胶机施胶后再进入后干燥部继续干燥，经过压光机、卷取部、分切部，成为成品。
70.实施例2
71.一种喷墨印刷纸的生产工艺，具体步骤如下：
72.1、浆料配比：
73.漂白针叶化学浆：占5％，打浆浓度4
‑
5％，叩解度28
‑
32
°
sr；
74.漂白阔叶化学浆：占90％，打浆浓度5
‑
6％，叩解度34
‑
38
°
sr；
75.漂白化学机械浆：占5％，打浆浓度3
‑
4％，叩解度30
‑
32
°
sr。
76.2、其它原料：
77.研磨碳酸钙：65级(即：粒径≤2um的占65％以上)，固含量65％，用量340kg/吨纸；
78.浆内用阳离子淀粉：为木薯阳离子淀粉或玉米阳离子淀粉，取代度≥0.04ds；用量50kg/吨研磨碳酸钙；
79.表面施胶用阳离子淀粉：为木薯阳离子淀粉或玉米阳离子淀粉，取代度0.02
‑
0.03ds；(因为表面胶用的阳离子淀粉要求使用粘度较低，取代度过高不易被淀粉酶降解)；用量55kg/吨纸；
80.阳离子聚丙烯酰胺：分子量≥1000万，阳离子度≥25％；用量1.5kg/吨纸；
81.聚合氯化铝：盐基度40
‑
70％，氧化铝含量10
‑
15％；用量6kg/吨纸；
82.定着剂选用聚二烯丙基二甲基氯化铵：固含量40
‑
45％，用量2kg/吨纸
83.与之对应的上述相关原料的进一步加工方法如下：
84.(1)浆内用阳离子淀粉糊化方法，及对研磨碳酸钙的改性方法：
85.阳离子淀粉用清水稀释至5％浓度，蒸煮器蒸煮温度110
‑
120℃，蒸煮3min，完成后泵送至研磨碳酸钙储存罐中，加入量为每吨研磨碳酸钙加50kg阳离子淀粉(按绝干量核算)，储存罐内搅拌速度80r/min，反应15min，泵送至混合浆池；
86.(2)表面施胶用阳离子淀粉制备方法：
87.阳离子淀粉用清水稀释到25％浓度，加入0.5kg/吨淀粉的常规α淀粉酶，升温至50℃，反应30min，然后通过快速蒸煮器在120
‑
150℃下快速糊化淀粉，同时灭活淀粉酶，然后在线稀释至10％的浓度，泵送至施胶机，进入施胶机的温度保持在55
‑
65℃，施胶量1.0g/m2；
88.(3)阳离子聚丙烯酰胺溶液的制备方法：
89.溶解浓度0.25％；搅拌速度100rpm；使用清水溶解；
90.其具体制备工艺与实施例1相同，发明人不再赘述。
91.实施例3
92.一种喷墨印刷纸的生产工艺，具体步骤如下：
93.1、浆料配比：
94.漂白针叶化学浆：占8％，打浆浓度4
‑
5％，叩解度28
‑
32
°
sr；
95.漂白阔叶化学浆：占84％，打浆浓度5
‑
6％，叩解度34
‑
38
°
sr；
96.漂白化学机械浆：占8％，打浆浓度3
‑
4％，叩解度30
‑
32
°
sr。
97.2、其它原料：
98.研磨碳酸钙：65级(即：粒径≤2um的占65％以上)，固含量63％，用量350kg/吨纸；
99.浆内用阳离子淀粉：为木薯阳离子淀粉或玉米阳离子淀粉，取代度≥0.04ds；用量60kg/吨研磨碳酸钙；
100.表面施胶用阳离子淀粉：为木薯阳离子淀粉或玉米阳离子淀粉，取代度0.02
‑
0.03ds；(因为表面胶用的阳离子淀粉要求使用粘度较低，取代度过高不易被淀粉酶降解)；用量40kg/吨纸；
101.阳离子聚丙烯酰胺：分子量≥1000万，阳离子度≥25％；用量1.2kg/吨纸；
102.聚合氯化铝：盐基度40
‑
70％，氧化铝含量10
‑
15％；用量2kg/吨纸；
103.定着剂选用聚二烯丙基二甲基氯化铵：固含量40
‑
45％，用量6kg/吨纸
104.与之对应的上述相关原料的进一步加工方法如下：
105.(1)浆内用阳离子淀粉糊化方法，及对研磨碳酸钙的改性方法：
106.阳离子淀粉用清水稀释至4.5％浓度，蒸煮器蒸煮温度110
‑
120℃，蒸煮4min，完成后泵送至研磨碳酸钙储存罐中，加入量为每吨研磨碳酸钙加55kg阳离子淀粉(按绝干量核算)，储存罐内搅拌速度90r/min，反应18min，泵送至混合浆池；
107.(2)表面施胶用阳离子淀粉制备方法：
108.阳离子淀粉用清水稀释到22％浓度，加入0.3kg/吨淀粉的常规α淀粉酶，升温至80℃，反应30min，然后通过快速蒸煮器在120
‑
150℃下快速糊化淀粉，同时灭活淀粉酶，然后在线稀释至13％的浓度，泵送至施胶机，进入施胶机的温度保持在55
‑
65℃，施胶量1.3g/m2；
109.(3)阳离子聚丙烯酰胺溶液的制备方法：
110.溶解浓度0.2％；搅拌速度105rpm；使用清水溶解；
111.其具体制备工艺与实施例1相同，发明人不再赘述。
112.比较例
113.利用上述实施例制备获得的喷墨印刷纸与市场购得涂布法生产的喷墨打印纸进行性能比对，具体结果如下表所示：
[0114] 定量黑度(od)值图案表面强度m/s湿牢固度实施例171.01.42边缘平滑1.89好实施例270.71.38边缘平滑1.70好实施例370.41.40边缘平滑1.75好对比例70.81.28有轻微毛刺1.15有蹭脏现象
[0115]
其中：黑度值(od)是检测打印100％四色黑色块；图案以目测法判定；表面强度检测印刷拉毛速度；湿牢固度：用白色湿布擦拭打印的图案，目测白布上的颜色获得；
[0116]
由上述对比例可以看到，采用本发明提供的工艺使整个纸张表面达到带阳电荷的状态，使带负电荷的墨滴接触纸张后在电荷间的作用力下能快速且牢固的与接触点的阳电荷结合，从而提高墨水的被吸收速度和结合牢固程度，避免了墨滴在承载物表面的自由扩散、自由流动导致的干燥缓慢、图案边缘毛刺、或局部堆墨后受潮易蹭脏等现象。