一種可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的方法和涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的方法和涂料。本發(fā)明選用獨特的pH調(diào)節(jié)劑，使涂料的顯色能力和流變性都達到最佳狀態(tài)，涂料的低溫顯色速率大大提高，泛色程度好，同時本發(fā)明涂料還能夠較長時間維持穩(wěn)定。
【專利說明】
一種可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的方法和涂料
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及造紙技術(shù)領域，具體涉及一種可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的方法 和涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 無碳復寫紙(NCR) -般是由三種紙頁組成，分別為上紙(CB紙）、中紙(CFB紙）和下 紙(CF紙），上紙的背面涂有微膠囊；中紙的正面涂有顯色劑，背面涂有微膠囊；下紙的正面 涂有顯色劑。書寫或打印時的沖擊壓力可將微膠囊壓破，使染色前體流出與顯色劑接觸，發(fā) 生化學反應呈現(xiàn)有色圖文，從而達到復寫的目的。
[0003] 其發(fā)色原理為顯色劑作為質(zhì)子給予體，其可以將質(zhì)子給予染色前體，使染色前體 的電子激發(fā)態(tài)從紫外光區(qū)轉(zhuǎn)到可見光區(qū)，從有色變?yōu)闊o色。
[0004] 在寒冷地區(qū)，無碳復寫紙大都存在著顯色較慢的問題。針對該問題國內(nèi)廠家也對 原材料或涂料配方進行了優(yōu)化，尤其對顯色劑的研究頗多，王學義在《提高無碳復寫紙低溫 顯色性能的研究》，造紙化學品與應用，（2)，p24-25(2006)中提出優(yōu)化工藝條件下反應合成 的水楊酸鋅樹脂乳化過程中加入添加劑，得到顯色劑乳液，其低溫顯色性能有顯著提高。中 國專利CN201110257626.7公開在顯色劑乳液制備過程中或直接在CF涂料配制過程中加入 鋰化合物，可迅速地提高顯色劑或CF涂料的低溫和常溫下的發(fā)色速度，但是加入金屬鹽處 置不當可能會造成涂料絮凝。除了顯色劑是無碳復寫紙的重要成分外，微膠囊是另一主要 成分，鄒立寧在中華紙業(yè)，（08)，p47-48(2003)中描述可通過增大膠囊粒徑，提升膠囊壁厚 來提升低溫發(fā)色性能，但增大膠囊粒徑可能有泛色風險。
[0005] 雖然以上專利或文獻使低溫發(fā)色性能有一定改善，但是仍難滿足嚴寒地區(qū)發(fā)色的 要求。因此如何提高無碳復寫紙的低溫顯色性能仍是業(yè)內(nèi)人士的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可改善無碳復寫紙低溫發(fā)色速率 的方法和涂料，可明顯提升無碳復寫紙的低溫發(fā)色速率。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種改善無碳復寫紙低溫發(fā)色速率的方 法，所述方法是配制無碳復寫紙的CF涂料時，所用的pH調(diào)節(jié)劑是氨水、N-甲基乙醇胺、二甲 基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇的至少一種。
[0008] 本發(fā)明還提供一種改善無碳復寫紙低溫發(fā)色速率的涂料，所述涂料包含有以下質(zhì) 量份的成分：
[0009] 分散劑:0.1~1份；
[0010] 顏料:50 ~100 份；
[0011] 淀粉:2~10份；
[0012] 膠乳:5~20份；
[0013] 顯色劑：20~50份；
[0014] 耐水化劑:0.1~2份；
[0015] 界面活性劑:〇.1~1份；
[0016] pH調(diào)節(jié)劑:0.1~2份；
[0017]其中，所述pH調(diào)節(jié)劑是氨水、N-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-卜丙 醇的至少一種。
[0018] 所述分散劑是磺化琥珀酸鹽、石蠟、硬脂酸鋇、聚乙烯蠟中的至少一種。分散劑可 使顏料在涂料中分散更加均勻。
[0019] 所述填料是碳酸鈣、滑石粉、白土、瓷土，云母粉或石英粉中的至少一種。
[0020] 所述涂布淀粉是經(jīng)過磷酸化或醋酸化處理的土豆淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、小麥 淀粉中的至少一種。
[0021] 所述磷酸化處理是指通過焦磷酸鹽與淀粉酯化反應，所述醋酸化處理是指通過醋 酐與淀粉酯化反應。
[0022] 所述膠乳是醋酸乙烯酯膠乳、苯丙膠乳、醋丙膠乳、丁苯膠乳、羧基丁苯膠乳中的 至少一種。涂布淀粉和膠乳使顏料粒子間相互粘結(jié)，同時與原紙表面粘結(jié)形成牢固的涂層， 作為顏料的介質(zhì)賦予了涂料流變性，并起到保護膠體使涂料穩(wěn)定的作用。
[0023]所述顯色劑是活性白土、水楊酸鋅、酚醛樹脂中的至少一種。
[0024]所述耐水化劑是脲醛樹脂、乙二醛、三聚氰胺甲醛樹脂、聚酰胺聚脲環(huán)氧氯丙烷樹 月旨、碳酸鋯鹽、聚胺聚環(huán)氧型樹脂中的至少一種。耐水化劑使涂層具有良好的耐濕潤摩擦性 及抗水性，同時能夠增強涂層的強度。
[0025] 所述界面活性劑是烷基苯磺酸鈉、烷基二苯醚磺酸鹽、磺化琥珀酸鹽、聚氧乙烯 醚、乙炔乙二醇中的至少一種。界面活性劑降低涂料表面張力，改善幕簾的穩(wěn)定性。
[0026] 所述質(zhì)量份的計量單位，可為本領域技術(shù)人員熟知的質(zhì)量單位，比如克、千克、公 斤、噸等。
[0027] 本發(fā)明可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料的制備和使用方法如下，按所述質(zhì) 量份成分比例混合分散劑、顏料、淀粉、膠乳、顯色劑、耐水化劑、界面活性劑、pH調(diào)節(jié)劑，得 到可改善無碳復寫紙低溫發(fā)色速率的涂料，然后將水加入所述涂料中得到混合漿料，控制 混合漿料的固含量為20%_30%，然后通過幕簾涂布對無碳復寫紙原紙進行施涂。
[0028]無碳復寫紙中的顯色劑主要有:粘土型(活性白土）、有機型（如酚醛樹脂）、芳香族 羧酸金屬鹽(如水楊酸鋅)三類。這些顯色劑都是作為質(zhì)子給予體。而微膠囊中的染料前體， 其是否顯色都是由pH調(diào)控的。如首個被使用的染色前體:CVL(結(jié)晶紫內(nèi)酯，crystal violet lactone)，在酸性條件下，中心碳的雜化模式從sp3轉(zhuǎn)變?yōu)閟p2,整個分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫娣?香結(jié)構(gòu)，其電子激發(fā)態(tài)從紫外光區(qū)轉(zhuǎn)到為可見光區(qū)，即從無色變?yōu)橛猩?。因此酸性條件有助 于顯色。
[0029] pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)涂料的pH值，使其顯色能力和流變性都達到最佳狀態(tài)。而CF涂料的 pH值對涂料貯存穩(wěn)定性、粘度、涂膜性能等都有著較大的影響，一般要求在7.5~9.5。常用 的pH調(diào)節(jié)劑為NaOH，其為強堿，用量低，無氣味，pH穩(wěn)定，但因其不揮發(fā)，會在涂料中形成鈉 鹽，對涂層的耐水性會有一定影響；同時涂布后涂層呈弱堿性，會抑制顯色劑與染色前體的 反應，降低低溫顯色速率。
[0030]針對以上問題，需要選用能夠有效調(diào)節(jié)PH，且安全可靠，在涂布完成后又不會影響 涂層性能的pH調(diào)節(jié)劑。因此，pH調(diào)節(jié)劑最好是揮發(fā)性的。
[0031]目前車速較高的涂布機機上干燥系統(tǒng)的溫度一般在170°C以上，而本發(fā)明選用的 pH調(diào)節(jié)劑，如氨水、2-氨基-2-甲基-1-丙醇以及分子量較低的鏈烷醇胺（如二甲基乙醇胺、 N-甲基乙醇胺等），具有較高的蒸汽壓與較低的沸點（見表1)，具有較強的揮發(fā)性。在涂布 前，本發(fā)明涂料呈弱堿性，利于維持涂料的穩(wěn)定。而在涂布過程中本發(fā)明涂料經(jīng)過干燥系統(tǒng) 后，pH調(diào)節(jié)劑揮發(fā)，最后的成紙涂層是呈酸性的，有助于質(zhì)子與染色前體的反應，從而提高 低溫顯色速率。
[0032]表1本發(fā)明pH調(diào)節(jié)劑與常見pH調(diào)節(jié)劑的性能比較 [0033]
[0034]本發(fā)明選用獨特的pH調(diào)節(jié)劑，使涂料的顯色能力和流變性都達到最佳狀態(tài)，涂料 的低溫顯色速率大大提高，泛色程度好，同時本發(fā)明涂料還能夠較長時間維持穩(wěn)定。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明的內(nèi)容之后，本領域技術(shù)人員可 以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本發(fā)明所限定的范圍。
[0036] 實施例1，
[0037] -種可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料，其原料組成及用量為:磺化琥珀酸 鹽:0.3份;瓷土: 50份;沉淀碳酸鈣:45份;磷酸化馬鈴薯淀粉:8份;丁苯膠乳:6份;水楊酸 鋅:40份;聚酰胺聚脲環(huán)氧氯丙烷:0.8份;琥珀酸酯磺酸鹽0.3份，氨水1.2份。
[0038] 按照上述配方順序依次添加各原料，并高速分散，得到均勻的涂料。涂料固含量 28%，粘度150cps，表面張力29mN/m。
[0039] 將制備好的本發(fā)明涂料進行涂布，涂布后干燥，干燥完之后進行低溫發(fā)色密度打 印。
[0040] 實施例2，
[0041 ] -種可改善無碳復寫紙低溫發(fā)色速率的涂料，原料組成及用量為:石蠟:0.5份;瓷 土: 65份;滑石粉:20份;醋酸化玉米淀粉:7份;苯丙膠乳：13份;酸醛樹脂:45份;三聚氰胺甲 醛樹脂:1.6份;烷基苯磺酸鈉:0.6份，N-甲基乙醇胺:1份。
[0042]按照上述配方順序依次添加各原料，并高速分散，得到均勻的涂料。涂料固含量 27%，粘度 145cps，表面張力28.6mN/m。
[0043] 實施例3，
[0044] -種可改善無碳復寫紙低溫發(fā)色速率的涂料，原料組成及用量為:硬脂酸鋇：0.4 份;碳酸鈣:50份;磷酸化小麥淀粉:5份;醋丙膠乳：16份;活性白土: 50份;乙二醛:0.3份;乙 炔乙二醇:0.6份;二甲基乙醇胺:0.9份。
[0045] 按照上述配方順序依次添加各原料，并高速分散，得到均勻的涂料。涂料固含量 28%，粘度 160cps，表面張力29.5mN/m。
[0046] 實施例4，
[0047] 一種可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料，原料組成及用量為：聚乙烯蠟:0.6 份；白土: 30份;碳酸鈣:40份;醋酸化木薯淀粉:4份;羧基丁苯膠乳：15份;7K楊酸鋅酚醛樹 月旨:26份;碳酸鋯鉀:1.4份;烷基二苯醚磺酸鹽:0.3份，2-氨基-2甲基-1 -丙醇:0.8份。
[0048]按照上述配方順序依次添加各原料，并高速分散，得到均勻的涂料。涂料固含量 28%，粘度 160cps，表面張力28.2mN/m。
[0049] 對比例，
[0050] -種低溫顯色速率較好的涂料，原料組成及用量為:聚乙烯蠟:0.6份;瓷土: 55份； 碳酸鈣:45份;醋酸化木薯淀粉:6份;羧基丁苯膠乳：16份;水楊酸鋅酚醛樹脂:26份;碳酸鋯 鉀:1.4份;烷基二苯醚磺酸鹽:0.3份;氫氧化鈉:0.8份。
[0051] 按照上述配方順序依次添加各原料，并高速分散，得到均勻的涂料。涂料固含量 28%，粘度 150cps，表面張力28.5mN/m。
[0052] 將實施例和對比例的涂料涂在克重為42gsm的無碳復寫紙原紙上進行涂布，涂布 量為4.0-4.5gsm，經(jīng)紅外和熱風干燥制備成成紙。配頁測四聯(lián)打印后的發(fā)色密度并進行比 較，結(jié)果見表2。
[0053] 表2打印密度及泛色程度對比
[0054]
[0055] 注：1:打印密度所用打印機型號為LQ-1600KIII，四聯(lián)打印，打印完立即測試。
[0056] 2:打印機所處溫度為2~3Γ。
[0057] 由表中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，實施例1~4的低溫發(fā)色明顯高于對比例。
[0058] 本發(fā)明選用獨特的pH調(diào)節(jié)劑，使涂料的顯色能力和流變性都達到最佳狀態(tài)，涂料 的低溫顯色速率大大提高，泛色程度好，同時本發(fā)明涂料還能夠較長時間維持穩(wěn)定。
[0059] 以上為對本發(fā)明實施例的描述，通過對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)?業(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術(shù)人員來 說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況 下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符 合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的方法，其特征在于，所述方法是配制無碳復 寫紙的CF涂料時，所用的pH調(diào)節(jié)劑是氨水、N-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一種。2. -種可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料，其特征在于，所述涂料包含有以下質(zhì) 量份的成分： 分散劑1~1份； 顏料:50~100份； 淀粉:2~10份； 膠乳:5~20份； 顯色劑：20~50份； 耐水化劑:0.1~2份； 界面活性劑:0.1~1份； pH調(diào)節(jié)劑:0.1~2份； 其中，所述pH調(diào)節(jié)劑是氨水、N-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中 的至少一種。3. 如權(quán)利要求2所述的可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料，其特征在于，所述分散 劑是磺化琥珀酸鹽、石蠟、硬脂酸鋇、聚乙烯蠟中的至少一種。4. 如權(quán)利要求2所述的可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料，其特征在于，所述顏料 是碳酸鈣、滑石粉、白土、瓷土，云母粉或石英粉中的至少一種。5. 如權(quán)利要求2所述的可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料，其特征在于，所述涂布 淀粉是經(jīng)過磷酸化或醋酸化處理的土豆淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、小麥淀粉中的至少一 種。6. 如權(quán)利要求2所述的可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料，其特征在于，所述膠乳 是醋酸乙烯酯膠乳、苯丙膠乳、醋丙膠乳、丁苯膠乳、羧基丁苯膠乳中的至少一種。7. 如權(quán)利要求2所述的可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料，其特征在于，所述顯色 劑是活性白土、水楊酸鋅、酚醛樹脂中的至少一種。8. 如權(quán)利要求2所述的可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料，其特征在于，所述耐水 化劑是脲醛樹脂、乙二醛、三聚氰胺甲醛樹脂、聚酰胺聚脲環(huán)氧氯丙烷樹脂、碳酸鋯鹽、聚胺 聚環(huán)氧型樹脂中的至少一種。9. 如權(quán)利要求2所述的可改善無碳復寫紙低溫顯色速率的涂料，其特征在于，所述界面 活性劑是烷基苯磺酸鈉、烷基二苯醚磺酸鹽、磺化琥珀酸鹽、聚氧乙烯醚、乙炔乙二醇中的 至少一種。
【文檔編號】D21H19/44GK106049173SQ201610486697
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】趙威, 陳漢彬, 李娟
【申請人】金華盛紙業(yè)（蘇州工業(yè)園區(qū)）有限公司