本发明涉及一种喷墨打印纸的制造方法。具体是采用多色微喷打印机进行艺术品复制所用的一种带有涂层的宣纸的制造方法。
背景技术：
随着现代印刷复制手段以及数码技术的快速发展，艺术品开始大量的进行高仿真的复制和批量生产，以前只能存放在博物馆的名贵作品开始以复制品的形式进入人们的生活。2004年，爱普生公司开始推广艺术品复制的艺术微喷技术，该技术的推广，成为了高端艺术品复制的重要手段。微喷艺术宣纸是利用微喷技术进行工艺品复制的其中一种载体，也是高仿工艺品的重要组成部分。艺术宣纸主要用于中国古代书画和现代书画作品的高仿复制，要求能够准确的还原艺术品原作的色彩、层次、细节、笔触，并且耐光抗氧化、收藏持久等特点。用于微喷的艺术宣纸要求有高的色密度，宽广的色域，均匀、稳定一致的色彩再现，良好的灰平衡等。
艺术品的高仿复制讲究“原色、原大、原质地”，都是以最接近原作作为标准。适合于艺术微喷打印的宣纸，其纸面与传统的宣纸粗糙的表面及质感相近。早期的艺术宣纸主要来自日本、韩国、台湾等地，由于其价格居高不下，目前国内也开始自行生产微喷用艺术宣纸，以替代价格昂贵的进口产品。然而，国内该产品的生产工艺还不够成熟，并且，由于用于涂布的宣纸原纸粗糙的表面、高的吸水性等特性，也使得涂布质量更不容易控制。主要表现为打印色密度低、色彩不够均匀(出现打印斑点)、色彩再现性差、色域不够广、图案层次感差、细节表现不好等问题。例如，有些国产纸在大面积打印单一的颜色的图案时，容易出现打印斑点，以及打印图案层次感不好，细节反映不出来等问题，会造成打印的艺术品整体档次不高；同时，国内生产该产品的涂布设备也比较落后，涂布精度低，生产控制不稳定，造成产品质量波动，会出现同样图案不同批次的纸张打印时，颜色不一致，出现色差，色密度不稳定，其产品只能用于低档次的艺术品复制，中高档次的艺术品复制仍然选择进口产品。
微喷用的艺术宣纸与常规彩色喷墨打印纸有类似的打印要求，如有高的打印色密度、宽的色域、快速的吸墨速度、好的色牢度、无洇渗、无毛边等特性。然而，常规的彩色喷墨打印纸并不能代替微喷用的艺术宣纸。从外观质地上看，两种纸差别显著，彩色喷墨打印纸不能用于艺术品的高仿复制。为了追求传统宣纸的外观质地，艺术宣纸通常是以传统宣纸为原纸，在其表面进行涂布。与彩色喷墨打印纸所用原纸相比，宣纸原纸表面明显粗糙，纸面孔隙粗大，孔隙率高，且更为开放，宣纸原纸的吸水性也明显高于彩色喷墨打印纸原纸，这也使得宣纸原纸涂布时，容易出现吸收不均匀、涂层分布不均匀、涂层中胶黏剂不均匀的迁移等问题，从而使得涂布后的艺术宣纸打印时出现吸墨速度不均匀、墨层分布不均匀、墨层密度不均匀(出现打印斑点)等致命的问题。常规彩喷涂料粘度低，通常在压力渗透和毛细吸收作用下，需要湿涂层中连续相部分迁移到纸里，形成滤饼层，以便气刀进行计量，这对于吸收性很强的宣纸原纸来说，若采用彩喷涂料涂布，也很容易出现上述致命问题。所以，常规彩色喷墨打印纸的生产工艺并不适合高质量艺术宣纸的生产。
在国内，有些厂家申请了微喷用宣纸及其制造方法的相关专利，如专利“数字微喷高仿真复制中国书画中涂布宣纸和丝绢的方法”(申请号CN200810116778)，中提供了一种适用于微喷高仿的涂布宣纸和丝绢的制造方法，此方法先涂一层胶，再涂涂料，该方法为单张纸涂布加工，该方法并不能满足在整卷的机制宣纸上进行连续涂布生产的要求，不适合大规模工业化生产；专利“艺术品复制用卷轴宣纸及其制作工艺”(申请号CN201210577467)，提供了一种适合工业化连续生产的卷轴宣纸的工艺，该工艺仅是解决了单张纸涂布无法形成大规模产业化运行，制作费时、费力，制作成本高，且质量难以达到产业化进行艺术品复制的仿真要求的问题，并没有对上述国内生产的微喷用宣纸应用时存在的问题进行解决；专利“喷墨打印材料的渗透涂布方法”(申请号CN 200710063661)和专利“喷墨打印涂料及采用该涂料制成的喷墨打印仿真材料”(申请号CN200710063662)分别公开了一种喷墨打印材料的涂布方法和一种喷墨打印涂料及其制成的喷墨打印仿真材料，以解决传统宣纸或绢纸在彩色喷墨打印机上所产生严重的墨水扩散、对比度差和色彩饱和度差等问题。此两项专利解决的是传统宣纸或绢纸打印时出现的问题，并没有解决目前国内生产的微喷用宣纸应用时存在的问题。同时，此两项专利仅适合单张纸涂布，其稳定性差，不适合工业化连续生产；专利“一种喷墨记录纸”(申请号CN200810225556)和专利“一种喷墨打印高仿真材料”(申请号CN200810225553)分别公开了一种适合喷墨打印的材料。其中专利“一种喷墨打印高仿真材料”公开的是绢纸和绢布，并不涉及喷墨打印宣纸，而专利“一种喷墨记录纸”也只解决由于打印基材吸墨速度慢出现的墨水相互渗透，影响图案分辨率的打印质量问题，并没有解决目前国内生产的微喷用宣纸应用时存在的问题；专利“喷墨打印仿真材料”(申请号CN201120402556)，该实用新型的喷墨打印仿真材料可以解决传统宣纸或绢纸在彩色喷墨打印机上所产生严重的墨水扩散、对比度差和色彩饱和度差等问题，并没有提及解决目前国内的微喷用宣纸应用时存在的问题。
由此可见，目前国内适合艺术微喷打印的艺术宣纸的生产工艺还不够成熟，生产控制不够精确、稳定，易造成产品质量波动，产品质量达不到高仿复制品制作的应用要求，生产出的产品应用时出现的如：打印色彩不够均匀(出现打印斑点)、色彩再现性差、色域不够广、图案层次感差、细节表现不好等问题；并且同样图案不同批次的纸张打印时，颜色不一致，出现色差等问题，仍然没有很好的解决办法。这些问题的存在，也是制约我国高档艺术品复制走向高端的一个瓶颈问题。
技术实现要素：
本发明专利提供了一种微喷用艺术宣纸的制造方法，该方法采用高端的帘式涂布方式，并与其他方式进行组合，同时，结合优化后的涂布工艺，可以生产出优质的艺术宣纸，并可以实现稳定、均一的生产控制。该方法生产的艺术宣纸涂层及涂层孔隙分布均匀一致；打印时，吸墨速度快、均匀，大墨量单一颜色(尤其是黑色)打印时，颜色均匀一致，不会出现打印斑点问题(即由于不均匀吸墨，出现的局部色密度和颜色差异)；打印图案整体色密度高、色域广、分辨率高，并可以获得理想的阶调再现，从而使打印图案层次感好，图案更接近原稿，实现高档次的艺术品仿制。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：
(1)以大生产的连续收卷的机制宣纸为原纸，在其表面进行涂布；正面涂层包括底涂层、 面涂层或是正面仅有面涂层，反面涂层包括背涂层；正面采用帘式涂布方式，或是膜转移涂布方式，或是凹版辊涂布方式进行组合，其中面涂层选择帘式涂布方式，背涂层采用帘式涂布方式，或是膜转移方式，或是凹版辊方式，或是刮刀方式，或是刮棒涂布方式；底涂为1次涂布，面涂为1～2次涂布，背涂层为1次涂布；采用帘式涂布方式涂布时，对其涂料进行温度控制，确保涂布时涂料性能及涂布过程稳定；底涂层以多孔性、功能性的颜料为主，并辅以高分子胶黏剂和助剂，面涂层以多孔性、高吸收性及功能性的颜料为主，并辅以高分子胶黏剂和助剂，背涂层以水溶性高分子胶为主；底、面涂层中应用有触变性的功能性颜料，该颜料与其他颜料组分相互协同作用，可使涂料具有明显的触变性。
(2)底涂、面涂涂料中所用颜料为二氧化硅，功能性颜料为硅酸盐的镁、铝、钙、锂盐一种或几种硅酸盐的复合，轻质碳酸钙；高分子胶黏剂为PVA和VAE乳液；助剂为固色剂、保水剂、增稠剂、润湿剂、抗水剂、消泡剂；背涂中所用高分子水性胶包括淀粉胶，及其衍生物、纤维素类、聚乙烯醇等。
(3)所用二氧化硅D50粒径为1～10μm，DOP吸油值为150～300g/100g，底涂中用量为30～60％，面涂中用量为50～80％；硅酸钙或硅酸铝镁或硅酸镁锂等的硅酸盐D50粒径为1～7μm，触变指数(6rpm剪切粘度/60rpm剪切粘度)3～10，在底涂中用量为10～50％，面涂中用量为5～30％；轻质碳酸钙D50粒径为0.5～7μm，在底涂和面涂中的用量为0～50％；PVA醇解度为88～99％，聚合度为1700及以上，在底涂和面涂中的用量为10～30％；VAE为醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，在底涂和面涂中的用量为10～20％；固色剂为阳离子固色剂，在底涂和面涂中的用量为5～20％；保水剂为羧甲基纤维素类或、和缔合型高分子合成保水剂，在底涂和面涂中的用量为0～3％；增稠剂为丙烯酸高分子乳液类增稠剂，在底涂和面涂中的用量为0～6％；润湿剂在底涂和面涂中的用量为0～5％；抗水剂为PAPU类、乙二醛类、碳酸锆盐类，在底涂和面涂中的用量为0～2％；消泡剂在底涂和面涂中的用量为0.05～0.5％。
(4)机制宣纸定量不小于40g/m2；底涂涂布量为5～10g/m2，面涂涂布量6～15g/m2，背涂涂布量为0.5～3g/m2。
(5)底涂层，或面涂层，或背涂层所用帘式涂布方式的模头为狭缝式或是坡流式，坡流式模头缝隙为1～5层；模头配有温度控制系统，控制涂料温度范围为10～30℃；采用帘式涂布方式的涂布车速为50～300m/min。
(6)底涂层、面涂层和背涂层的涂布生产可以在一条生产线上一次涂布完成，也可以单独依次进行涂布加工。
(7)控制底涂、面涂和背涂，每次涂布烘干后水分在4～6％。通过控制每次涂布烘干后的水分，防止过干燥，有助于成纸纸面的平整性，可以防止用户应用时由于纸张卷曲而造成蹭墨头等影响应用的现象出现。
本发明以机制宣纸为原纸，该原纸表面明显粗糙，并有明显高的表面吸水特性，这对于涂布加工非常不利。本发明充分利用了帘式涂布的特点，即完美的仿形特点，并与其他仿形涂布方式相结合，可以获得非常均匀的涂层分布。帘式涂布方式与气刀涂布方式相比，其涂布量不会受原纸吸收性和涂料保水性、流变性的影响，可以实现精确、稳定的涂布量控制，确保了生产质量的稳定控制。同时，本发明也充分利用了底、面涂料具有明显触变性的特点， 快速形成固化，有效的缓解了湿涂层过多和不均匀的向原纸里渗透问题。同时，帘式涂布的涂料经过温度控制后，涂料性能稳定，有助于产品质量的稳定，可以避免出现不同批次打印色差的出现。
本发明充分利用了上述技术特点，有效的解决了在吸收性极强，且表面粗糙的机制宣纸上涂布，出现的运行性问题和明显的质量和质量稳定性的问题。同时，本发明另一特点是，在较低涂布量的情况下，通过合理的优化涂料配方，有效的降低了帘式涂布的上料流量(即降低了帘式涂布幕帘的厚度)，仍然能流出稳定、均一的幕帘，实现了帘式涂布在50～300m/min的低车速下仍然能够正常运行(通常采用帘式涂布方式生产常规颜料涂布纸或特种涂布纸，为了获得较低的涂布量，其涂布车速不会低于600m/min)。
本发明生产的艺术宣纸，利用十一色喷墨打印机在正面分别打印图像和100％C、M、Y、K四色，打印吸墨快，无打印堆墨现象。四色色块平均色密度大于1.70，100％K色块的色密度大于2.40，C、M、Y、R、G、B六色色域面积大于9800；同时，不同批次艺术宣纸C、M、Y、R、G、B六色色块的平均色差ΔE不大于1.5。本发明生产的艺术宣纸具有打印色密度高、色域广、打印分辨率高，图案层次感好，无打印斑点或局部色差等重大质量问题，且产品质量稳定，适合高档次的艺术品仿制。
附图说明
图1是实施方式1～3色域面积图。
具体实施方式
实施方式1
艺术宣纸采用50g/m2的机制宣纸为原纸，正面底涂层、面涂层，均采用帘式涂布方式，背涂采用凹版辊涂布方式，底、面、背涂均涂布1次，并一次完成涂布生产，涂布车速150m/min，帘式涂布的模头为落帘式；底涂料中，粒径5～8μm二氧化硅用量为50％，硅酸钙用量为30％，轻质碳酸钙用量为20％，聚合度2000，醇解度99％的PVA用量为15％，VAE用量为15％，阳离子固色剂用量为10％，CMC保水剂用量为2％，增稠剂用量为0.6％，润湿剂用量为0.3％，消泡剂用量为0.2％，涂料固含量为30％，涂布时涂料温度控制在20～23℃，涂布量为6～7g/m2；面涂料中，粒径2～6μm二氧化硅用量为70％，硅酸钙用量为20％，轻质碳酸钙用量为10％，聚合度1700，醇解度99％的PVA用量为25％，VAE用量为10％，阳离子固色剂用量为10％，增稠剂用量为0.8％，润湿剂用量为0.25％，消泡剂用量为0.2％，涂料固含量为25％，涂布时涂料温度控制在20～25℃，涂布量为9～10g/m2；背涂料采用表面施胶淀粉，浓度为10％，涂布量为1～2g/m2；涂布烘干后水分在5～6％。经过分切、复卷可生产出一定宽度和长度的卷筒的艺术宣纸产品。
本实施例生产的艺术宣纸，利用十一色喷墨打印机在正面分别打印100％C(青色)、100％M(品红色)、100％Y(黄色)、100％K(黑色)色块，打印R(红色，94％M+97％Y)、G(绿色，65％C+100％Y)、B(蓝色，90％C+79％M)色块，打印时，吸墨速度快，无打印堆墨现象。利用爱色丽分光密度计(528型)测试C、M、Y、K四色色块密度；测试C、M、Y、R、G、B六色色块的L*、a*、b*，利用六色块的a*、b*在平面直角坐标系(a*数值为横 轴坐标，b*数值为纵轴坐标)中的坐标，计算C、B、M、R、Y、G所围成的面积的大小，作为色域的数值，该值越大，色域越广，如附图1所示；测试不同批次的艺术宣纸C、M、Y、R、G、B六色色块的平均色差ΔE。同时打印并测试进口和国产样品，进行对比。测试结果如表1所示。
采用该方法生产的艺术宣纸具有打印色密度高、色域广、打印分辨率高，图案层次感好，未出现打印斑点或局部色差问题。
实施方式2
如实施方式1所述，原纸所用的机制宣纸定量为75g/m2，正面底涂采用膜转移涂布方式，涂布车速300m/min；底涂中二氧化硅用量为40％，硅酸钙用量为30％，轻质碳酸钙用量为30％，聚合度1700，醇解度88％的PVA用量为12％，CMC保水剂用量为2.5％，增稠剂用量为0.2％，润湿剂用量为0.1％，消泡剂用量为0.1％，涂料固含量为33％，涂布量为8g/m2；面涂料中，二氧化硅用量为80％，硅酸钙用量为20％，轻质碳酸钙用量为0％，聚合度1700，醇解度88％的PVA用量为25％，VAE用量为15％，阳离子固色剂用量为18％，增稠剂用量为1.0％，涂料固含量为22％，涂布量为12g/m2。本实施例生产的艺术宣纸，利用十一色喷墨打印机进行打印、测试，测试结果如表1所示。
采用该方法生产的艺术宣纸具有打印色密度高、色域广、打印分辨率高，图案层次感好，未出现打印斑点或局部色差问题。
实施方式3
如实施方式1所述，原纸所用的机制宣纸定量为60g/m2，正面底涂采用凹版辊涂布方式，涂布车速200m/min；底涂中二氧化硅用量为60％，硅酸钙用量为10％，轻质碳酸钙用量为30％，缔合型高分子合成保水剂用量为3％，增稠剂用量为0.1％，润湿剂用量为0％，消泡剂用量为0.1％，涂料固含量为25％，涂布量为5g/m2；面涂料中，二氧化硅用量为65％，硅酸钙用量为35％，轻质碳酸钙用量为0％，聚合度1700，醇解度99％的PVA用量为23％，VAE用量为15％，阳离子固色剂用量为18％，增稠剂用量为1.0％，PAPU类抗水剂用量为1.0％，涂料固含量为22％，涂布量为9g/m2。本实施例生产的艺术宣纸，利用十一色喷墨打印机进行打印、测试，测试结果如表1所示。
采用该方法生产的艺术宣纸具有打印色密度高、色域广、打印分辨率高，图案层次感好，未出现打印斑点或局部色差问题。
表1、测试数据