一种适用于教科书印刷的合成纸的制作方法
【专利摘要】本发明涉及适用于教科书印刷的合成纸，包括合成纸原纸和表面涂层，合成纸原纸各组成成分按重量计分别为：高密度聚乙烯20～30份、活性碳酸钙70～80份、抗静电剂1～2份、抗氧化剂0.05～0.1份、第一分散剂1～2份、乙烯丙烯酸共聚物蜡1～3份；其中，活性碳酸钙由活性重质碳酸钙、活性轻质碳酸钙组成；表面涂层各组成成分按重量计分别为：高岭土70～80份、轻质碳酸钙20～30份、含有羟乙基化淀粉的胶粘剂13～17份、羧甲基纤维素0.5～1份、第二分散剂0.1～0.3份。该适用于教科书印刷的合成纸能够提高纸张材料的力学性能，增强造纸材料的延展性，使合成纸厚度降低，并增大吸墨量以及提高书写性能。
【专利说明】—种适用于教科书印刷的合成纸
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种合成纸，尤其涉及一种适用于教科书印刷的合成纸。
【背景技术】
[0002]目前我国学生众多，教科书用纸需求量大且更新速度快。据统计，我国每年中小学生使用的教科书需消费纸张达55万吨之多。而我国的纸张主要由草浆、木浆等植物纤维生产，其工艺复杂，需要消耗大量的水、木材以及化学药品。一方面，我国森林资源日益减少，使得造纸原料的供应成为难题；另一方面，传统造纸业在造纸过程中所排放的大量废水废气，成为了环境污染的主要来源之一。随着人类环保意识的不断增强，纸张需求量的上升与环境保护间的矛盾日益被重视。
[0003]如何解决传统造纸的污染问题以及能源节约问题，成为如今造纸界所面临的重大难关。合成纸的出现，可以有效缓解这一问题。它是一类以聚烯烃等高分子材料和无机填充物为主要原料，通过挤出拉伸等工艺加工而成的环保产品，具有比重轻、强度大、抗撕裂、防虫蛀等特点，且合成纸的生产过程无污染，可回收，循环使用，是传统纤维纸张的良好替代品，既可以节约大量的森林资源，减少环境污染，其经久耐用的特点也为如今所倡导的教科书循环使用理念提供了支持。
[0004]由于合成纸有一定的塑料特性，其印刷适性较传统纸张有一定的差距，纸张厚度较厚(厚度一般在0.1mm以上)，吸墨性差且书写性能不佳，使其在教科书的应用上有一定困难。
[0005]目前合成纸现有配方中大多采用同一性质的碳酸钙作为填料，若只采用轻质碳酸钙，虽然其力学性能较好，但容易产生团聚现象，且吸墨量较低；若只采用重质碳酸钙，虽可提高其吸墨量，但其力学性能较差，降低了纸张的强度。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种适用于教科书印刷的合成纸，这种适用于教科书印刷的合成纸能够提高纸张材料的力学性能，增强合成纸造纸材料的延展性，使得合成纸能够加工得更薄，增大吸墨量以及提高书写性能。采用的技术方案如下:
一种适用于教科书印刷的合成纸，包括合成纸原纸和表面涂层，其特征在于:
所述合成纸原纸各组成成分按重量计分别为:高密度聚乙烯20?30份、活性碳酸钙70?80份、抗静电剂I?2份、抗氧化剂0.05?0.1份、第一分散剂I?2份、乙烯丙烯酸共聚物蜡I?3份；其中，活性碳酸钙由活性重质碳酸钙、活性轻质碳酸钙组成，活性重质碳酸钙与活性轻质碳酸钙的比例为3:1?5:1 ;
所述表面涂层各组成成分按重量计分别为:高岭土 70?80份、轻质碳酸钙20?30份、含有羟乙基化淀粉的胶粘剂13?17份、羧甲基纤维素0.5?I份、第二分散剂0.1?0.3份。
[0007]上述抗氧化剂一般采用抗氧化剂1010。
[0008]合成纸原纸中，由于轻质碳酸钙的粒径相对较小且沉降体积较大，与重质碳酸钙混合使用时，轻质碳酸钙可填补重质碳酸钙粒子间的空隙，提高纸张材料的力学性能，增加填料的填充量，从而提高了吸墨量；采用乙烯丙烯酸共聚物蜡作为润滑剂，可提碳酸钙的分散度，其熔点较高密度聚乙烯低，可先于树脂熔融，起到润湿、包覆碳酸钙的作用，使得碳酸钙与树脂间更易产生滑移，增强造纸材料的延展性，使得合成纸能够加工得更薄，控制在55?70μπι之间；表面涂层中，轻质碳酸钙与高岭土配合使用，可增加纸张白度，提高涂覆性及印刷适性，其效果较重质碳酸钙好；胶粘剂中羟乙基化淀粉的使用能使涂层产生较大空隙体积，进一步增大吸墨量以及提闻书与性能，油墨吸收性提闻为23?34%,第_.分散齐?，可提高填料的分散度并可使涂料泥浆保持稳定性。
[0009]作为本发明的优选方案，所述抗静电剂为乙氧基月桂酷胺、聚醚酯酰胺、单十八烷酸丙三醇酯、聚环氧乙烷中的一种或几种。
[0010]作为本发明的优选方案，所述第一分散剂为硬脂酸钙。硬脂酸钙可提高碳酸钙在树脂中分散度，防止碳酸钙颗粒间粘结成块，同时可提高聚乙烯的可加工性。
[0011]作为本发明的优选方案，所述胶粘剂为羧基丁苯胶乳和羟乙基化淀粉的混合物，羧基丁苯胶乳与羟乙基化淀粉的比例为2:1?4:1。羧甲基纤维素可改善涂料的流变性，减少胶粘剂迁移，改善涂料覆盖性，提高涂层强度。
[0012]作为本发明的优选方案，所述第二分散剂为聚丙烯酸钠。
[0013]表面涂层的制备流程为:将高岭土与碳酸钙经高速分散机分散后加入胶粘剂、第二分散剂及其他助剂，在较低速搅拌混合并调节ΡΗ，取出涂料后用100目的细筛过滤除去其中的不溶性固体杂质，供涂布使用，涂布厚度为4 μ m。上述pH调至8?8.5，在此pH范围内，填料的稳定性较好，所制成的表面涂层有良好的流动性及稳定性，表面涂层偏碱性也有利于油墨的干燥。
[0014]合成纸原纸的制备流程为:将高密度聚乙烯、活性碳酸钙、抗静电剂、抗氧化剂份、第一分散剂、乙烯丙烯酸共聚物蜡分别通过自动计量称连续加入高速混合机混合，后送入连续密炼机中混炼，温度控制在140?160°C，混炼后的物料经螺杆挤出机挤出造粒，在130?140°C下将粒料吹制出合成纸原纸；将合成纸原纸电晕、涂料涂布后烘干收卷。
[0015]本发明与现有技术相比，具有如下优点:
轻质碳酸钙与重质碳酸钙混合使用，提高纸张材料的力学性能，并增大了吸墨量；采用乙烯丙烯酸共聚物蜡作为润滑剂，增强合成纸造纸材料的延展性，使得合成纸能够加工得更薄；羟乙基化淀粉的使用能使涂层产生较大空隙体积，进一步增大吸墨量以及提高书写性能。
【具体实施方式】
[0016]下面对本发明的优选实施方式做进一步的说明。
[0017]实施例一
这种适用于教科书印刷的合成纸，包括合成纸原纸和表面涂层；
合成纸原纸各组成成分按重量计分别为:高密度聚乙烯30份、活性重质碳酸钙58.3份、活性轻质碳酸钙11.7份、抗静电剂2份、抗氧化剂(1010)0.1份、硬脂酸钙I份、乙烯丙烯酸共聚物蜡2.3份；其中，活性重质碳酸钙与活性轻质碳酸钙的比例约为5:1; 表面涂层各组成成分按重量计分别为:高岭土 70份、轻质碳酸钙30份、羧基丁苯胶乳12份、羟乙基化淀粉5份、羧甲基纤维素I份、聚丙烯酸钠0.3份。
[0018]表面涂层涂料的制备方法为:将高岭土 70份与碳酸钙30份经高速分散机分散后加入羧基丁苯胶乳12份、羟乙基化淀粉5份、羧甲基纤维素I份、聚丙烯酸钠0.3份，在较低速搅拌混合，调节PH为8.5，取出涂料用100目的细筛过滤除去其中的不溶性固体杂质。
[0019]合成纸原纸的制备方法为:将高密度聚乙烯30份、活性重质碳酸钙58.3份、活性轻质碳酸钙11.7份、抗静电剂2份、抗氧化剂(1010) 0.1份、硬脂酸钙I份、乙烯丙烯酸共聚物蜡2.3份分别通过自动计量称连续加入高速混合机混合，送入连续密炼机中混炼，温度控制在140°C，混炼后的物料经螺杆挤出机挤出造粒，在130°C下将粒料吹制出合成纸原纸；将合成纸原纸电晕、表面涂层涂布(涂布厚度为4μπι)、烘干后收卷。所得合成纸厚度为62 μ m，油墨吸收性为34%。
[0020]实施例二
这种适用于教科书印刷的合成纸，包括合成纸原纸和表面涂层；
合成纸原纸各组成成分按重量计分别为:高密度聚乙烯20份、活性重质碳酸钙60份、活性轻质碳酸钙20份、抗静电剂I份、抗氧化剂(1010) 0.05份、硬脂酸钙2份、乙烯丙烯酸共聚物蜡1.8份；其中，活性重质碳酸钙与活性轻质碳酸钙的比例约为3:1;
表面涂层各组成成分按重量计分别为:高岭土 80份、轻质碳酸钙20份、羧基丁苯胶乳10份、羟乙基化淀粉3份、羧甲基纤维素0.5份、聚丙烯酸钠0.1份。
[0021]表面涂层涂料的制备方法为:将高岭土 80份与轻质碳酸钙20份经高速分散机分散后加入羧基丁苯胶乳10份、羟乙基化淀粉3份、羧甲基纤维素0.5份、聚丙烯酸钠0.1份，在较低速搅拌混合，调节PH为8.5，取出涂料用100目的细筛过滤除去其中的不溶性固体杂质。
[0022]合成纸原纸的制备方法为:将高密度聚乙烯20份、活性重质碳酸钙60份、活性轻质碳酸钙20份、抗静电剂I份、抗氧化剂(1010) 0.05份、硬脂酸钙2份、乙烯丙烯酸共聚物蜡1.8份分别通过自动计量称连续加入高速混合机混合，送入连续密炼机中混炼，温度控制在160°C，混炼后的物料经螺杆挤出机挤出造粒，在140°C下将粒料吹制出合成纸原纸；将合成纸原纸电晕、涂料涂布(涂布厚度为4μπι)、烘干后收卷。所得合成纸厚度为70μπι，油墨吸收性为23%。
[0023]实施例三
这种适用于教科书印刷的合成纸，包括合成纸原纸和表面涂层；
合成原纸各组成成分按重量计分别为:高密度聚乙烯28份、活性重质碳酸钙58.9份、活性轻质碳酸钙13.1份、抗静电剂1.8份、抗氧化剂(1010) 0.08份、硬脂酸钙1.3份、乙烯丙烯酸共聚物蜡3份；其中，活性重质碳酸钙与活性轻质碳酸钙的比例约为4.5:1 ;
表面涂层各组成成分按重量计分别为:高岭土 73份、轻质碳酸钙28份、羧基丁苯胶乳11.5份、羟乙基化淀粉4.5份、羧甲基纤维素0.8份、聚丙烯酸钠0.25份。
[0024]表面涂层涂料的制备方法为:将高岭土 73份与碳酸钙28份经高速分散机分散后加入羧基丁苯胶乳11.5份、羟乙基化淀粉4.5份、羧甲基纤维素0.8份、聚丙烯酸钠0.25份，在较低速搅拌混合，调节PH为8.5，取出涂料用100目的细筛过滤除去其中的不溶性固体杂质。
[0025]合成纸原纸的制备方法为:将高密度聚乙烯28份、活性重质碳酸钙58.9份、活性轻质碳酸钙13.1份、抗静电剂1.8份、抗氧化剂(1010) 0.08份、硬脂酸钙1.3份、乙烯丙烯酸共聚物蜡3份分别通过自动计量称连续加入高速混合机混合，送入连续密炼机中混炼，温度控制在145°C，混炼后的物料经螺杆挤出机挤出造粒，在133°C下将粒料吹制出合成纸原纸；将合成纸原纸电晕、涂料涂布(涂布厚度为4μπι)、烘干后收卷。所得合成纸厚度为55 μ m，油墨吸收性为28%。
[0026]实施例四
这种适用于教科书印刷的合成纸，包括合成纸原纸和表面涂层；
合成原纸各组成成分按重量计分别为:高密度聚乙烯25份、活性重质碳酸钙60份、活性轻质碳酸钙15份、抗静电剂1.5份、抗氧化剂(1010) 0.06份、硬脂酸钙1.5份、乙烯丙烯酸共聚物蜡2份；其中，活性重质碳酸钙与活性轻质碳酸钙的比例约为4:1;
表面涂层各组成成分按重量计分别为:高岭土 75份、轻质碳酸钙25份、羧基丁苯胶乳11份、羟乙基化淀粉4份、羧甲基纤维素0.6份、聚丙烯酸钠0.2份。
[0027]表面涂层涂料的制备方法为:将高岭土 75份与碳酸钙25份经高速分散机分散后加入羧基丁苯胶乳11份、羟乙基化淀粉4份、羧甲基纤维素0.6份、聚丙烯酸钠0.2份，在较低速搅拌混合，调节PH为8.5，取出涂料用100目的细筛过滤除去其中的不溶性固体杂质。
[0028]合成纸原纸的制备方法为:将高密度聚乙烯25份、活性重质碳酸钙60份、活性轻质碳酸钙15份、抗静电剂1.5份、抗氧化剂(1010) 0.06份、硬脂酸钙1.5份、乙烯丙烯酸共聚物蜡2份分别通过自动计量称连续加入高速混合机混合，送入连续密炼机中混炼，温度控制在150°C，混炼后的物料经螺杆挤出机挤出造粒，在135°C下将粒料吹制出合成纸原纸；将合成纸原纸电晕、涂料涂布(涂布厚度为4μπι)、烘干后收卷。所得合成纸厚度为67 μ m，油墨吸收性为25%。
[0029]实施例五
这种适用于教科书印刷的合成纸，包括合成纸原纸和表面涂层；
合成原纸各组成成分按重量计分别为:高密度聚乙烯23份、活性重质碳酸钙59.9份、活性轻质碳酸钙17.1份、抗静电剂1.3份、抗氧化剂(1010) 0.05份、硬脂酸钙1.8份、乙烯丙烯酸共聚物蜡2.5份；其中，活性重质碳酸钙与活性轻质碳酸钙的比例约为3.5:1 ;
表面涂层各组成成分按重量计分别为:高岭土 78份、轻质碳酸钙23份、羧基丁苯胶乳10.5份、羟乙基化淀粉3.5份、羧甲基纤维素0.6份、聚丙烯酸钠0.2份。
[0030]表面涂层涂料的制备方法为:将高岭土 78份与轻质碳酸钙23份经高速分散机分散后加入羧基丁苯胶乳10.5份、羟乙基化淀粉3.5份、羧甲基纤维素0.6份、聚丙烯酸钠0.2份，在较低速搅拌混合，调节PH为8.5，取出涂料用100目的细筛过滤除去其中的不溶性固体杂质。
[0031]合成纸原纸的制备方法为:将高密度聚乙烯23份、活性重质碳酸钙59.9份、活性轻质碳酸钙17.1份、抗静电剂1.3份、抗氧化剂(1010) 0.05份、硬脂酸钙1.8份、乙烯丙烯酸共聚物蜡2.5份分别通过自动计量称连续加入高速混合机混合，送入连续密炼机中混炼，温度控制在155 °C，混炼后的物料经螺杆挤出机挤出造粒，在138°C下将粒料吹制出合成纸原纸；将合成纸原纸电晕、涂料涂布(涂布厚度为4μπι)、烘干后收卷。所得合成纸厚度为58 μ m，油墨吸收性为30%。
[0032]上述实施例一至实施例五中，抗静电剂均可采用乙氧基月桂酷胺、聚醚酯酰胺、单十八烷酸丙三醇酯、聚环氧乙烷中的一种或几种
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种适用于教科书印刷的合成纸，包括合成纸原纸和表面涂层，其特征在于: 所述合成纸原纸各组成成分按重量计分别为:高密度聚乙烯20?30份、活性碳酸钙70?80份、抗静电剂1?2份、抗氧化剂0.05?0.1份、第一分散剂1?2份、乙烯丙烯酸共聚物蜡1?3份；其中，活性碳酸钙由活性重质碳酸钙、活性轻质碳酸钙组成，活性重质碳酸钙与活性轻质碳酸钙的比例为3:1?5:1 ; 所述表面涂层各组成成分按重量计分别为:高岭土 70?80份、轻质碳酸钙20?30份、含有羟乙基化淀粉的胶粘剂13?17份、羧甲基纤维素0.5?1份、第二分散剂0.1?0.3份。
2.如权利要求1所述的适用于教科书印刷的合成纸，其特征是:所述抗静电剂为乙氧基月桂酷胺、聚醚酯酰胺、单十八烷酸丙三醇酯、聚环氧乙烷中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的适用于教科书印刷的合成纸，其特征是:所述第一分散剂为硬脂酸钙。
4.如权利要求1所述的适用于教科书印刷的合成纸，其特征是:所述胶粘剂为羧基丁苯胶乳和羟乙基化淀粉的混合物，羧基丁苯胶乳与羟乙基化淀粉的比例为2:1?4:1。
5.如权利要求1所述的适用于教科书印刷的合成纸，其特征是:所述第二分散剂为聚丙烯酸钠。
【文档编号】C08K3/26GK104494254SQ201410809018
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】肖宗斌 申请人:汕头市金润环保包装材料有限公司