专利名称：一种内含附着物的纸的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种纸的制造方法，具体涉及一种内含附着物的纸的制造方法，利用内含附着物的特殊物理、化学性能，可以实现防伪、装饰等作用。
背景技术：
人们对于特殊的印刷品，如商标、票据、有价证券、所有权凭证、证书、重要的公文等，有一定的防伪要求，这种防伪可以通过纸张、油墨、特殊的印刷方法等实现，其中利用纸张的特殊性能实现防伪，是较常用的方法。现有的纸张，防伪性能较为单一，许多防伪手段已沿用了近百年，有些不但需要专门的仪器进行防伪检测，且防伪性能不强，使用不方便，因而许多国家都在试图在纸张内部加入其他物质，以提高纸张的防伪性能。如中国发明专利申请CN12310009A公开了一种多层纸，通过纸张中不同配底透光性的不同形成一定的图案组合来实现防伪，中国发明专利CN1053614C公开了一种带彩色标记的证券纸，通过粘贴法，把加入层用粘合剂粘贴于两层纸之间，日本专利NO.322109/88用层压的方法在合成基材的两侧层压上两张纸，这些方法有的制造工艺复杂，有的成本高，有的不适于产业化生产，有的加入层及其附着物用料单一，对于其他性质的材料无法加入，因而不能适应人们对于新的防伪纸张的要求。
发明内容
本发明提供了一种往纸中加入附着物的方法，用这种方法制造出来的纸，其内含的附着物与纸层能紧密结合，且可以方便地加入各种不同物理、化学性能的附着物。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种内含附着物的纸的制造方法，依次包括下列步骤，原浆生产及填料加入、上网成纸和后处理，其中后处理至少包括压榨去水和干燥去水，在所述的上网成纸至后处理的压榨去水步骤中，加入结合有附着物的水溶性聚合物薄膜层。
上述技术方案中，所述在“上网成纸至后处理的压榨去水步骤中，加入结合有附着物的水溶性聚合物薄膜层”，包括三种情况，其一是在上网成纸的同时在纸浆间加入薄膜层；其二是在上网成纸后、压榨去水前，在准备合并的纸层间加入薄膜层；其三是在压榨去水过程中，加入所述薄膜层。为在上网成纸的同时加入薄膜层，所述的上网成纸步骤可以采用夹网纸机实现，纸浆经夹网纸机的两个网面成型时，在其中间插入薄膜层；而在上网成纸步骤结束后、或者在压榨去水步骤中加入结合有附着物的水溶性聚合物薄膜层，适用面较广，通常可以采用多网纸机的方式或单网二次上浆的方式实现。所述“结合有附着物的水溶性聚合物薄膜层”可以在前面步骤的同时制备，其制备过程一般包括附着物的制作，及将该附着物以一定的方法与水溶性聚合物薄膜层结合，当然，这种结合过程也可以是事先做好的，因此，该结合层的制备并非本发明的必要技术特征。
上述技术方案中，所述的“水溶性聚合物”是指具有水溶性、胶粘性和成膜性的聚合物，这类聚合物目前通常用作造纸的助剂，其成膜作用应用较少。本方案中使用的水溶性聚合物包括三类，一类是天然的水溶性聚合物，如淀粉和动植物胶；第二类是半合成的水溶性聚合物，如改性淀粉、淀粉的衍生物及天然胶的衍生物；第三类是合成的水溶性聚合物，如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等。所述的“水溶性聚合物薄膜层”是指以该水溶性聚合物为主成份制成的薄膜层，包括单纯以该水溶性聚合物制成的薄膜，以及添加有其它成份的复合薄膜。
上述技术方案中，所述附着物与水溶性聚合物薄膜层的结合方法，包括将附着物通过粘贴、焊接、包裹、印刷、涂层、涂布、夹带、镀膜等方式与薄膜结合，也包括将水溶性聚合物涂布、涂层覆盖到附着物及其基材上，以及将水溶性聚合物与附着物混合形成薄膜层的方法。
上述技术方案中，所述加入的水溶性聚合物薄膜层可以是非连续的膜层，如网状的、条状的或者有穿孔的膜层，所述的孔可以是几何形状、文字或图案形状。
上述技术方案中，合成的水溶性聚合物中的聚乙烯醇可以选用水溶性和冷水不溶性的聚乙烯醇，也可以是两者的结合。聚乙烯醇的成膜性较好，并且其薄膜有较好的印刷特性，目前聚乙烯醇薄膜主要用于农药的可溶性包装场合，在本方案中使用时，可以较好地利用印刷的方法，将图文、荧光材料、纳米材料等附着到纸中。
上述技术方案中，还可以加入多层所述的水溶性聚合物薄膜层，如在制作多层纸时，在两侧的表面层下，各加入一层有附着物的水溶性聚合物薄膜，加入的两层附着物可以有不同的物理化学性能，以增强防伪性。
水溶性聚合物在造纸工业中被广泛用作为施胶剂等助剂，而这类水溶性聚合物通常都有较好的成膜性，特别是聚乙烯醇制作的薄膜和复合薄膜，可以不经过特殊的表面处理而印出牢固而美丽的图案。附有附着物的水溶性聚合物薄膜，加入多层纸的制作中，低温水溶性薄膜与未脱水的纸层接触后，水溶性聚合物薄膜溶解入水中，作为一个薄膜层已不存在，在压榨后几乎全部随水流走，而仅把附着物留存于纸张中间。高温水溶性薄膜进入压榨和干燥去水流程时，水温逐渐升高(一般在60度～130度之间)，此时，水溶性聚合物薄膜溶解入水中，全部或部分消失，作为一个薄膜层已基本不存在，而原来附着在上面的附着物则与两侧的纸牢固结合，同时，溶解的水溶性聚合物薄膜层还起到了粘合剂的作用。
采用上述方案后，由于水溶性聚合物薄膜在造纸过程中会溶解，同时，该类薄膜具有较好的胶粘性，因而其原来结合的附着物可以和纸紧密地结合，而且，这种方式能够加入各种形状、各种不同物理、化学性能的附着物，既可以是普通的印刷层，用肉眼透视直接观察；也可以是特殊油墨如荧光油墨的印刷层；或者是磁性材料、光感材料、波感材料、滤光材料、滤波材料、感温材料等；也可以是有特殊性能的纳米材料、纳米改性材料，还可以是金属镀层、金属薄片、金属丝；粉粒状物质；聚脂材料薄片、聚脂纤维；蚕丝、化纤丝；织物；或其他物质的镀层、涂层、薄片、薄膜等；甚至是上述两种或两种以上材料的结合与组合，从而起到防伪和装饰的作用。同时，在造纸过程中，还可以利用一定的工艺实现在纸的表层开口，使附着物的一部分通过开口露在纸的表面，以进一步增强防伪性能，经过特定的设计，还可以有较强的装饰性能。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点
1、用本发明方法制作的纸张，其附着物位于纸张内部，不影响纸张的原有特性，同时又有较好的防伪性；2、本发明采用的水溶性聚合物原来通常用作造纸助剂，因而其加入对纸张的性能基本没有影响；3、本发明采用的制造方法生产出的是含附着物的原生纸，与现有的层压法和粘贴法相比，纸张物理性能优良；4、本发明的纸张制造方法只是在现有方法中加入附有附着物的水溶性聚合物薄膜，因此只需对现有设备作简单改造，投入小；5、本发明可以加入各种特性的附着物，从而使纸张性能获得较大的变化，既可以增强防伪性和艺术性，还可以获得各种特殊的效果，适用面广泛。
附图1为本发明实施例一的制造方法流程示意图；附图2为本发明实施例二的制造方法流程示意图；附图3为本发明实施例五的制造方法流程示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例一参见附图1所示，一种内含附着物的纸的制造方法，依次包括下列步骤，按纸张生产的方法进行原浆生产及填料加入，采用夹网纸机进行上网成纸，在夹网纸机的两网纸浆之间加入印刷有图案或文字的聚乙烯醇薄膜，成为内含印刷层的原纸，然后进行后处理，其中后处理至少包括压榨去水和干燥去水，还可以根据用纸需要进行表面施胶，压光等后处理，如果要求纸张内部所附着的图案或文字在产品中定位并要与产品形成整体效果，或是要在纸张的某一表面，某一位置开窗，使一部分图形露在纸张表面，可以在加入聚乙烯醇薄膜时，运用自动或手动控制装置进行定位(如差动调节)。现在各国生产的这种定位装置，其速度和精度都能满足生产的需要。
在本实施例中，加入的聚乙烯醇薄膜可以在没有印刷图文的部分开设网格状的孔，从而使各层纸之间的纤维结合更紧密，同时聚乙烯醇薄膜上的附着物可以用普通油墨印刷，也可以用一些有特殊性质的油墨印刷，以获得特殊的艺术和防伪效果。
在本实施例中，可以在纸张的某一表面，某一位置开窗，使一部分图形露在纸张表面，比如制作某部委的文件用纸，其部委的台头在纸的表层，其标志性的图章，辉标图案，以及装饰图案则部分在纸的表层，部分在纸的中间层，既形成了一种艺术效果又有较强的防伪性。也可以在表层开出特殊的图案状孔，以产生特殊的艺术效果，并与产品形成整体效果。
实施例二参见附图2所示，本实施例制造的内含附着物的纸是一种内含稀土或纳米材料的防伪纸，它是一种双层纸或多层纸，在纸的中间层面上附有用对紫外光敏感的稀土或纳米材料构成的图形或文字，这种纸的制造方法，依次包括下列步骤，按多层纸生产的方法进行原浆生产及填料加入，上网成纸，在未脱水的两层纸之间加入附有用对紫外光敏感的稀土或纳米材料构成的图形或文字的聚乙烯醇薄膜，然后进行后处理，其中后处理至少包括压榨去水和干燥去水，还可以根据用纸需要进行表面施胶，压光等后处理，其中，附有用对紫外光敏感的稀土或纳米材料构成的图形或文字的聚乙烯醇薄膜可以采用印刷的方式制作。
在本实施例中，加入的聚乙烯醇薄膜上附有稀土材料，它们只有在紫外光的照射下，才会发光。当紫外光照射它们的时候，它们吸收能量，使内部的原子从稳定状态要迁到高能级。因为高能级是不稳定的，它们还要回到稳定状态，在回来时，他们要向外辐射光子。又因为不同材料辐射出的光子波长不一样，因此我们运用不同材料的组合、搭配、就象运用不同色彩的油墨能印刷多采的图画一样，而制作出带有此种附着物的聚乙烯醇薄膜，制作出内含发光图文的防伪艺术纸。在紫外光的照射下，呈现出美丽的图文；如果加入的聚乙烯醇及其附着物是延时发光稀土材料，还可以制作出自发光的艺术纸；由于部分稀土金属具有衰减的特性，利用这一点，可以用于具有中长期有效期的产品的防伪，比如有些药物是两年的有效期，而此产品的说明书内含有两年衰减期的稀土材料，有效期一过，纸张内部的稀土图案也减弱或消失，从而增加产品的防伪性，更有利于市场的监管。
在本实施例中，加入的聚乙烯醇薄膜中如果有一层将纳米TiO2粉体按一定比例加入到其中，则可以有效地遮蔽紫外线(一般认为，其体系中只需含纳米二氧化钛0.5-1％，即可充分屏蔽紫外线)。如将纳米层制成图形图案状，或生产多层纸，在不同的层加入不同附着物的薄膜，则最后生产出的产品纸，紫外光照射不同的面时，可以得到不同的图案。
实施例三本实施例用于制造一种内含记忆金属薄片、图案文字状记忆金属条、金属丝的艺术防伪纸，它是一种双层纸或多层纸，在纸的中间层面上附有记忆金属薄片等特殊物质。本实施例的制造方法是，首先根据产品要求编制生产工艺、进行附着物的设计，确定记忆金属条的图形，然后用包装机把图案形状的金属条夹带在水溶性薄膜之间，按生产工艺进行原浆生产及填料加入，在立式夹网的流浆出口与契形区之间加入条状的、前述附有图形状金属条的水溶性薄膜层，在上网成纸的同时完成附着物的加入过程，使附着物在未脱水的纸层之间然后进行压榨去水和干燥去水，表面施胶，压光等后处理。从而生产出带有图形状的记忆金属的纸实施例四一种窗式艺术纸，它是一种双层纸或多层纸，在纸的中间层面上加入含有附着物的聚乙烯醇薄膜，纸张的表层设有开口，附着在聚乙烯醇薄膜上的附着物分别是有纳米涂层和激光防伪标记的聚脂层。聚脂层按纸张总外观的开口设计间断排列，每片聚脂层的面积略大于纸张表面的开口。聚脂层置于两聚乙烯醇薄膜之间。然后在脱水压榨前，加入在未脱水的、在圆网和长网上形成的两层纸之间，并通过自动控制装置，将聚脂层和在圆网上制作形成的纸张表层开口重合，然后进入后处理程序。从而生产出带有塑料窗口的艺术防伪纸。透过塑料窗口可以看到纳米涂层或激光防伪标记。
实施例五参见附图3所示，本实施例用于制造一种内含纳米涂层的纸它是一种双层纸或多层纸，在纸的中间层面上加入含有纳米涂层的聚乙烯醇薄膜。纳米材料涂层具有广泛变化的光学性能。它的光学透射谱可从紫外波段一直延伸到远红外波段。纳米多层组合涂层经过处理后在可见光范围内出现荧光，用于多种光学应用需要。在各种基材表面施以纳米材料涂层，成为发光、反光基材；改变纳米涂层的组成和特性，得到光致变色，温致变色，电致变色等效应，产生特殊的防伪，识别手段。80nm的氧化钇可作为红外屏蔽涂层，反射热的效率很高。经过纳米复合的涂层，具有优异的电磁性能。纳米粒子涂层具有良好的吸波能力，能用于隐身涂层。纳米氧化钛、氧化铬、氧化铁和氧化锌等具有半导体性质的粒子，加入到树脂中形成涂层，有很好的静电屏蔽性能；80nm的钛酸钡可作为高介电绝缘涂层，40nm的四氧化三铁能用于磁性涂层；由于利用现有的涂层技术，针对涂层的性能，添加纳米材料，都可以获得纳米复合体系涂层。纳米涂层的实施对象既可以是传统材料基体，也可以是粉末颗粒或是纤维。凡是传统表面涂层技术，都可以用来或者稍加改造，实现纳米材料复合涂层。涂层中引入纳米材料，可显著地提高材料的耐高温、抗氧化性。纳米材料涂层可以提高基体的腐蚀防护能力，达到表面修饰、装饰目的。在油漆或涂料中加入纳米颗粒，可进一步提高其防护能力，能够耐大气，紫外线侵害，从而实现防降解，防变色等功效。
用聚乙烯醇薄膜把不同的纳米材料复合材料在进入压榨时转移并制作到纸张中间，从而使生产出的纸张，表现出相应的特性。
权利要求
1.一种内含附着物的纸的制造方法，依次包括下列步骤，原浆生产及填料加入、上网成纸和后处理，其中后处理至少包括压榨去水和干燥去水，其特征在于在所述的上网成纸至后处理的压榨去水步骤中，加入结合有附着物的水溶性聚合物薄膜层。
2.如权利要求1所述的内含附着物的纸的制造方法，其特征在于所述的上网成纸步骤采用夹网纸机实现，在上网成纸的同时加入结合有附着物的水溶性聚合物薄膜层。
3.如权利要求1所述的内含附着物的纸的制造方法，其特征在于在上网成纸步骤结束后、压榨去水步骤结束前加入结合有附着物的水溶性聚合物薄膜层。
4.如权利要求1所述的内含附着物的纸的制造方法，其特征在于所述的水溶性聚合物为天然的水溶性聚合物。
5.如权利要求1所述的内含附着物的纸的制造方法，其特征在于所述的水溶性聚合物为半合成的水溶性聚合物。
6.如权利要求1所述的内含附着物的纸的制造方法，其特征在于所述的水溶性聚合物为合成的水溶性聚合物。
7.如权利要求1或4或5或6所述的内含附着物的纸的制造方法，其特征在于所述附着物与水溶性聚合物薄膜层的结合方法，包括将附着物通过粘贴、焊接、包裹、印刷、涂层、涂布、夹带、镀膜等方式与薄膜结合，也包括将水溶性聚合物涂布、涂层覆盖到附着物及其基材上，以及将水溶性聚合物与附着物混合形成薄膜层的方法。
8.如权利要求7所述的内含附着物的纸的制造方法，其特征在于所述加入的水溶性聚合物薄膜层可以是非连续的膜层，如网状的、条状的或者有穿孔的膜层，所述的孔可以是几何形状、文字或图案形状。
9.如权利要求6所述的内含附着物的纸的制造方法，其特征在于所述的合成的水溶性聚合物为聚乙烯醇，包括水溶性和冷水不溶性的聚乙烯醇，也可以是两者的结合。
10.如权利要求1所述的内含附着物的纸的制造方法，其特征在于可以加入多层所述的水溶性聚合物薄膜层。
全文摘要
一种内含附着物的纸的制造方法，依次包括下列步骤，原浆生产及填料加入、上网成纸和后处理，其中后处理至少包括压榨去水和干燥去水，其特征在于在所述的上网成纸至后处理的压榨去水步骤中，加入结合有附着物的水溶性聚合物薄膜层。用本发明方法制作的纸张，其附着物位于纸张内部，不影响纸张的原有特性，同时又有较好的防伪性和艺术性，附着物与纸张的结合性良好；同时，本方法只需对现有设备作简单改造，投入小。
文档编号D21H23/00GK1417414SQ011341
公开日2003年5月14日 申请日期2001年10月29日 优先权日2001年10月29日
发明者尹万森 申请人:尹万森