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CN102286897B - 一种低成本生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸的方法及该方法生产的涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸 - Google Patents

一种低成本生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸的方法及该方法生产的涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸 Download PDF

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CN102286897B CN 201110127041 CN201110127041A CN102286897B CN 102286897 B CN102286897 B CN 102286897B CN 201110127041 CN201110127041 CN 201110127041 CN 201110127041 A CN201110127041 A CN 201110127041A CN 102286897 B CN102286897 B CN 102286897B
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Abstract

本发明涉及涂布箱纸板或牛皮卡纸，尤其是一种低成本生产涂布箱纸板/牛皮卡纸的方法及该方法生产的涂布箱纸板/牛皮卡纸，包括在箱纸板或未漂白牛皮卡纸上用底涂涂料进行底涂、用面涂涂料进行面涂的步骤，所述底涂涂料中包括淀粉，所述面涂涂料中包括荧光增白剂。本发明在底涂和面涂涂料对原料没有硬性要求，在不同涂层的涂料中可以使用不同品质的颜料，可进一步节约生产成本，且每次涂布量较低，不仅利于干燥，还有利于提高生产效率。

Description

一种低成本生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸的方法及该方法生产的涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸
技术领域
本发明属于制浆造纸领域，涉及涂布箱纸板或牛皮卡纸，尤其是一种低成本生产涂布箱纸板/牛皮卡纸的方法及该方法生产的涂布箱纸板/牛皮卡纸。
背景技术
印刷精美的高白度涂布箱纸板(又称涂布牛皮卡纸)在商品包装中的应用越来越广泛。目前生产一等品涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸(国家标准GB/T 10335.5-2008白度高于76％)的主要方式有两种：一种是抄纸时在本色箱板纸表面挂上一层定量为30-40g/m2的白浆，然后涂布；另一种是不挂白浆，直接在本色箱纸板上颜料涂布到白度高于76％。采用前一种方式生产成本较高，采用后一种直接涂布方式一般需要至少50g/m2左右的涂布量，导致纸张变脆，力学性能降低。
另一方面，目前大多数高白度的纸张和织物都通过添加荧光增白剂(OpticalBrightening Agent/OBA)进一步提高白度，但是，原浆白度对OBA的增白效果有很大影响。原浆白度越高，荧光增白剂的效率越高，因为较高白度的原浆中木素含量较低，与荧光增白剂竞争吸收紫外光的因素较少，这样用于激发荧光增白剂的紫外光增多，激发产生的蓝色荧光也就相应增多。一般认为低白度纸张特别是白度在65％以下的纸浆不宜使用荧光增白剂。
通过检索，发现2009年4月1日公开的专利“一种涂布牛皮卡纸”(CN101397765A)与本发明相关，该发明公开了一种利用大量特殊复合钛白粉通过三层涂布生产涂布牛皮卡纸的方法，经过比对上述专利与本专利存在较大区别。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种低成本生产涂布箱纸板/牛皮卡纸的方法及该方法生产的涂布箱纸板/牛皮卡纸，本发明主要利用两层(双涂)或三层涂布的方式提高荧光增白剂(OBA)在本色和低白度纸张中的增白效率。
本发明实现目的的技术方案如下：
一种低成本生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸的方法，包括在箱纸板或未漂白牛皮卡纸上用底涂涂料进行底涂、用面涂涂料进行面涂的步骤，所述底涂涂料中包括淀粉，所述面涂涂料中包括荧光增白剂。
而且，所述底涂涂料固含量在50-68％，其涂布量为8-18g/m2，其配方包括如下组分及其质量份数如下：
Figure BDA0000061600150000011
而且，所述面涂涂料固含量在50-68％，其涂布量为8-18g/m2，其配方包括如下组分及其质量份数比为：
Figure BDA0000061600150000021
而且，在底涂和面涂步骤中间还包括中涂的步骤，中涂所用中涂涂料固含量在50-68％，其涂布量为8-15g/m2，包括组分及其质量份数比为：
Figure BDA0000061600150000022
而且，所述底涂涂料或中涂涂料中包括二氧化钛，其重量份数为3-10份。
而且，还包括涂料助剂，涂料助剂包括微量消泡剂、分散剂、抗水剂。
一种涂布箱纸板/牛皮卡纸，由上述的低成本生产涂布箱纸板/牛皮卡纸的方法生产得到。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明利用不同涂层之间的协同作用提高荧光增白剂在低白度本色箱纸板中的增白效率，在底涂中使用廉价且环保的淀粉取代昂贵的合成胶乳，利用底涂层和中涂层遮盖原纸，淀粉能有效抑制荧光增白剂向纸张内部迁移，提高面涂中荧光增白剂的增白功能，降低了白度较低的原纸对荧光增白剂增白效率的抑制作用，不但降低了生产成本，还有助于提高面涂中荧光增白剂的增白效率，成品箱纸板/牛皮卡纸的白度不低于76％，可提高包装产品的附加价值。
2、本发明在底涂和面涂涂料对原料没有硬性要求，在不同涂层的涂料中可以使用不同品质的颜料，可进一步节约生产成本，且每次涂布量较低，不仅利于干燥，还有利于提高生产效率。
3、本发明由于不同涂层间协同增白作用，以较低的涂布量就能得到较高白度的涂布纸，由于总涂布量较少，降低了涂层对箱纸板力学性能的负面影响，保持了箱纸板/牛皮卡纸的高力学特性，涂布纸强度均达到国家标准。
4、本发明在底涂涂料中以廉价且环保的淀粉取代昂贵的合成胶乳，在面涂涂料中添加荧光增白剂，在涂料中大幅度减少了昂贵的钛白粉的用量，实现了利用常规涂布纸颜料高岭土碳酸钙在较低成本下生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸。
5、本发明实现了使用常规颜料和廉价淀粉在较低成本和较低涂布量条件下生产高白度涂布箱纸板，适用于采用再生浆、木材与非木材未漂浆和其他低白度纸浆生产涂布纸和涂布纸板的工厂。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种低成本生产涂布箱板纸的方法，主要涉及利用不同涂层之间的协同作用大幅度提高OBA在低白度纸张中的增白效率，用双涂或三层涂布提高荧光增白剂(OBA)在未漂白和低白度纸张中增白效率的方法，实现了在较低成本下生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸。以下实施例中所有原料均为市售产品，均属于造纸用化学品，除特殊说明外，标明功能的成分均具有造纸领域的普遍性，不具有特殊性，为本领域公知技术，没有列出详细信息，但均不会影响本发明的实施性。本发明中的未漂白箱纸板是指用未漂白再生OCC浆或原色纸浆抄造的箱纸板，牛皮卡纸是指用未漂白针叶木硫酸盐浆抄造的纸或纸板。以下实施例涉及白度均为GB/T7974-2002中定义的白度，检测方法同国标中的记载，无特殊含义，所使用的涂布装置均为本领域常用装置，无特殊要求。
实施例1：
一种低成本生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸的方法，步骤如下：
(1)采用施涂装置，将底涂涂料施涂在定量为141g/m2的白度为15.8％的再生箱板纸上，底涂涂料包括：60份 高岭土(90％以上小于2微米)、40份(55级)碳酸钙、7份丁苯胶乳、10份淀粉，其他涂料助剂包括：分散剂(聚丙烯酸钠)，0.2份；消泡剂(聚乙二醇)0.02份；抗水剂(聚酰胺聚脲树脂)，0.5份；润滑剂(硬脂酸钙)，0.5份。
涂布量为10±1g/m2，涂料的固含量为50-68％(下同)。
(2)采用施涂装置，将面涂涂料涂在经底涂的再生箱板纸上，其中面涂涂料包括：60份细粒高岭土(92％以上小于2微米)、40份95级碳酸钙、12份丁苯胶乳、0.6份4S型荧光增白剂，其他涂料助剂包括：分散剂(聚丙烯酸钠)，0.2份；消泡剂(聚乙二醇)0.02份；抗水剂(聚酰胺聚脲树脂)，0.5份；润滑剂(硬脂酸钙)，0.5份。
涂布量为17±1g/m2，涂料的固含量为50-68％(下同)。
(3)经过两次涂布后，涂布箱纸板的白度约为81.0％。与面涂涂料中未添加荧光增白剂的涂布箱纸板(白度约为74％)比较，白度提高了7个单位(见表1)；与底涂涂料中未添加淀粉的涂布箱纸板(底涂中胶粘剂为12份丁苯胶乳，面涂中添加0.6份添加荧光增白剂，白度约为75％)比较，白度提高了6个单位。与底涂涂料中未添加淀粉(胶粘剂为12份丁苯胶乳)、面涂中添加了0.6份OBA和1份CMC(作为OBA载体)的涂布箱纸板(白度约为80％)比较，白度提高了1个单位，见表1。该实施例说明了在底涂涂料中添加廉价的环保型淀粉胶粘剂不但能取代昂贵的合成胶乳胶粘剂，还能降低面涂涂料中昂贵的OBA载体(CMC或PVA)的用量，降低生产高白度涂布箱纸板的生产成本。
实施例2：
一种低成本生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸的方法，步骤如下：
(1)采用涂布装置，将底涂涂料施涂在定量为141g/m2的再生箱板纸上，其中该涂料包括60份高岭土(90％以上小于2微米)、40份碳酸钙(55级)、7份丁苯胶乳、10份淀粉，其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为10±1g/m2。
(2)采用涂布装置，将面涂涂料涂在经底涂的再生箱板纸上，其中该涂料包括60份细粒高岭土(92％以上小于2微米)、40份95级碳酸钙、12份丁苯胶乳、1份 聚乙烯醇(PVA，作为OBA载体)、0.6份4S型荧光增白剂，其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为17±1g/m2。
(3)经过两次涂布后，成纸白度可达到83.3％(见表1)，与面涂涂料中未添加荧光增白剂的涂布箱纸板(白度约为74％)比较，白度提高了约9个单位。
实施例3：
一种低成本生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸的方法，步骤如下：
(1)采用涂布装置，将底涂涂料涂在定量为141g/m2的再生箱板纸上，其中该涂料包括60份 高岭土、40份55级碳酸钙、8份丁苯胶乳、6份淀粉，其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为10±1g/m2。
(2)采用涂布装置，将面涂涂料涂在经底涂的再生箱板纸上，其中该涂料包括60份 高岭土(92％以上小于2微米)、40份95级碳酸钙、12份 丁苯胶乳、1份 羧甲基纤维素钠(CMC)、0.6份 4S型荧光增白剂，其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为17±1g/m2。
(3)经过两次涂布后，成纸白度约82.8％，较未添加荧光增白剂涂布箱纸板的白度提高约9个单位。
实施例4：
一种低成本生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸的方法，步骤如下：
(1)采用涂布装置，将底涂涂料涂在定量为141g/m2的再生箱板纸上，其中该涂料包括60份 高岭土、40份55级碳酸钙、8份 丁苯胶乳、6份 淀粉，其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为10±1g/m2。
(2)采用涂布装置，将面涂涂料施涂在经过底涂的再生箱板纸上，其中该涂料包括60份 高岭土(92％以上小于2微米)、40份95级碳酸钙、12份 丁苯胶乳、1份PVA、0.6份4S型荧光增白剂，其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为17±1g/m2。
(3)经过两次涂布后，成纸的耐折次数为45次、耐破指数为3.02KPa·m2/g，横向环指数为10.8N m/g，虽然该原料再生箱纸板原纸定量仅为141g/m2，涂布后再生箱纸板定量168g/m2，其力学强度指标(主要决定于原纸的强度)均达到了国家标准(GB/T 10335.5-2008)对涂布箱板纸的要求，见表2。
实施例5：
一种低成本生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸的方法，步骤如下：
(1)采用未漂白针叶木硫酸盐浆抄造原色牛皮卡纸(kraft linerboard)，所抄造的原纸定量为100±2g/m2，白度为20.5％，作为涂布牛皮卡原纸备用。
(2)采用涂布装置，将底涂涂料涂在上述牛皮卡纸上，该底涂涂料包括60份 高岭土(90％小于2微米)、40份(55级)碳酸钙、8份 丁苯胶乳、6份 淀粉，其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为12±1g/m2。
(3)采用涂布装置，将面涂涂料施涂在经过底涂的牛皮卡纸上，其中该面涂涂料包括60份 高岭土(92％以上小于2微米)、40份95级碳酸钙、12份 丁苯胶乳、0.8份CMC、0.8份4S型荧光增白剂，其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为17±1g/m2。
(4)经过两次涂布后，成纸的白度为81.5％，耐折次数为1400次、耐破指数为4.83KPa·m2/g，横向环指数为12.21N m/g，虽然涂布箱纸板/涂布牛皮纸的定量仅为129g/m2，其白度与力学强度指标均达到了国家标准(GB/T 10335.5-2008)对优质涂布箱板纸的要求，见表3。
实施例6
一种低成本生产涂布箱纸板或涂布牛皮卡纸的方法，步骤如下：
本实施例的涂布原纸同实施例5，采用三层涂布工艺制备高白度高强度的涂布牛皮卡纸，其主要特征在于在底涂涂料中添加了5份钛白粉。涂布过程与涂料配方如下：
(1)采用涂布装置，将底涂涂料涂在上述牛皮卡纸上，其中该底涂涂料包括5份金红石型钛白粉(微米级)、60份 高岭土(90％小于2微米)、40份(55级)碳酸钙、12份 丁苯胶乳、其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为12±1g/m2。
(2)采用涂布装置，将中涂涂料涂在上述牛皮卡纸上，该中层涂料包括9份 淀粉、6份 丁苯胶乳、60份 高岭土(90％小于2微米)、40份(55级)碳酸钙，其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为10±1g/m2。
(3)采用涂布装置，将面涂涂料施涂在经过底涂的牛皮卡纸上，其中该面涂涂料包括60份 高岭土(92％小于2微米)、40份95级碳酸钙、12份 丁苯胶乳、0.8份 CMC(OBA载体)、0.8份4S型荧光增白剂，其他常用涂料助剂如：分散剂、抗水剂、消泡剂、润滑剂。涂布量为15±1g/m2。
(4)经过三次涂布后，成纸的白度为84.9％，耐折次数为1500次、耐破指数为4.45KPa·m2/g，横向环指数为12.36N m/g，虽然涂布箱纸板定量仅为137g/m2，其力学强度和白度指标均大大超过了国家标准(GB/T 10335.5-2008)对优质涂布箱板纸的要求，见表3。表2和表3还显示了涂布箱纸板的耐破强度随着涂布量的增加而降低，进一步证明了在较低涂布量下生产高白度涂布箱纸板有利于保持箱纸板的力学性能。
性能比较部分：
本申请比较了底涂涂料中的淀粉含量和面涂涂料中的OBA含量及其载体PVA或CMC的含量对涂布再生箱纸板白度的影响，见表1；未涂布箱纸板和涂布箱纸板力学性能及其他性能的对比见表2、表3。
表-1：底涂涂料中淀粉含量和面涂涂料中OBA及其载体(PVA或CMC)含量对涂布箱纸板白度的影响(总涂布量约27±3g/m2，见例1和例2)。
Figure BDA0000061600150000061
表-2：未涂布再生箱纸板和涂布再生箱纸板力学强度性能
Figure BDA0000061600150000062
表3：未涂布牛皮卡纸和双涂与三涂布牛皮卡纸性能的比较
Figure BDA0000061600150000063
本申请所用涂料基本参数为：
底涂涂料：淀粉胶粘剂；研磨(或沉淀)碳酸钙(GCC/PCC)，55％以上的粒径(55级)小于2μm；高岭土，90％以上小于2微米；金红石型二氧化钛，微米级；胶乳胶粘剂(如丁苯胶乳、苯丙胶乳、聚丙烯酸胶乳)。
面涂涂料：荧光增白剂(4S/6S型，涂布纸级)；PVA或CMC(涂料级)；研磨碳酸钙，95％以上的粉体(95级)小于2μm；细粒高岭土，92％以上的粉体小于2μm；胶乳胶粘剂如丁苯、苯丙胶乳、聚丙烯酸胶乳。
中涂涂料：淀粉胶粘剂；研磨(或沉淀)碳酸钙(GCC/PCC)，55％以上的粒径(55级)小于2μm；高岭土，90％以上小于2μm；胶乳胶粘剂，如丁苯胶乳、苯丙胶乳、聚丙烯酸胶乳。所述双涂工艺中涂布总量不大于35g/m2，所述三涂工艺中涂布总量不大于40g/m2。

Claims (5)

1.一种低成本生产涂布箱纸板/涂布牛皮卡纸的方法，其特征在于：包括在再生箱纸板或本色箱纸板上用底涂涂料进行底涂、用面涂涂料进行面涂的步骤，所述底涂涂料中包括淀粉，所述面涂涂料中包括荧光增白剂；
所述底涂涂料固含量在50-68%，其涂布量为8-18 g/m2，其配方包括如下组分及其质量份数如下：
淀粉5-20 份
碳酸钙10-90 份
高岭土10-70 份
胶乳胶粘剂                        0-15 份；
所述面涂涂料固含量在50-68%，其涂布量为8-18 g/m2，其配方包括如下组分及其质量份数比为：
Figure FDA0000216587061
2.根据权利要求1所述的低成本生产涂布箱纸板/涂布牛皮卡纸的方法，其特征在于：在底涂和面涂步骤中间还包括中涂的步骤，中涂所用中涂涂料固含量在50-68%，其涂布量为8-15 g/m2，包括组分及其质量份数比为：
淀粉胶粘剂                5-20 份
碳酸钙                   10-90 份
高岭土                    10-90 份
胶乳胶粘剂                 5-15 份。
3.根据权利要求1所述的低成本生产涂布箱纸板/涂布牛皮卡纸的方法，其特征在于：所述底涂涂料或中涂涂料中包括二氧化钛，其重量份数为 3-10 份。
4.根据权利要求1、2之一所述的低成本生产涂布箱纸板/涂布牛皮卡纸的方法，其特征在于：还包括常用涂料助剂，涂料助剂包括微量消泡剂、分散剂、抗水剂。
5.一种涂布箱纸板/涂布牛皮卡纸，其特征在于：由权利要求1-4之一所述的低成本生产的涂布箱纸板/涂布牛皮卡纸的方法生产得到。
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