一種適用于教科書印刷的合成紙的制作方法
【專利摘要】本發明涉及適用于教科書印刷的合成紙，包括合成紙原紙和表面涂層，合成紙原紙各組成成分按重量計分別為：高密度聚乙烯20～30份、活性碳酸鈣70～80份、抗靜電劑1～2份、抗氧化劑0.05～0.1份、第一分散劑1～2份、乙烯丙烯酸共聚物蠟1～3份；其中，活性碳酸鈣由活性重質碳酸鈣、活性輕質碳酸鈣組成；表面涂層各組成成分按重量計分別為：高嶺土70～80份、輕質碳酸鈣20～30份、含有羥乙基化淀粉的膠粘劑13～17份、羧甲基纖維素0.5～1份、第二分散劑0.1～0.3份。該適用于教科書印刷的合成紙能夠提高紙張材料的力學性能，增強造紙材料的延展性，使合成紙厚度降低，并增大吸墨量以及提高書寫性能。
【專利說明】—種適用于教科書印刷的合成紙
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種合成紙，尤其涉及一種適用于教科書印刷的合成紙。
【背景技術】
[0002]目前我國學生眾多，教科書用紙需求量大且更新速度快。據統計，我國每年中小學生使用的教科書需消費紙張達55萬噸之多。而我國的紙張主要由草漿、木漿等植物纖維生產，其工藝復雜，需要消耗大量的水、木材以及化學藥品。一方面，我國森林資源日益減少，使得造紙原料的供應成為難題；另一方面，傳統造紙業在造紙過程中所排放的大量廢水廢氣，成為了環境污染的主要來源之一。隨著人類環保意識的不斷增強，紙張需求量的上升與環境保護間的矛盾日益被重視。
[0003]如何解決傳統造紙的污染問題以及能源節約問題，成為如今造紙界所面臨的重大難關。合成紙的出現，可以有效緩解這一問題。它是一類以聚烯烴等高分子材料和無機填充物為主要原料，通過擠出拉伸等工藝加工而成的環保產品，具有比重輕、強度大、抗撕裂、防蟲蛀等特點，且合成紙的生產過程無污染，可回收，循環使用，是傳統纖維紙張的良好替代品，既可以節約大量的森林資源，減少環境污染，其經久耐用的特點也為如今所倡導的教科書循環使用理念提供了支持。
[0004]由于合成紙有一定的塑料特性，其印刷適性較傳統紙張有一定的差距，紙張厚度較厚(厚度一般在0.1mm以上)，吸墨性差且書寫性能不佳，使其在教科書的應用上有一定困難。
[0005]目前合成紙現有配方中大多采用同一性質的碳酸鈣作為填料，若只采用輕質碳酸鈣，雖然其力學性能較好，但容易產生團聚現象，且吸墨量較低；若只采用重質碳酸鈣，雖可提高其吸墨量，但其力學性能較差，降低了紙張的強度。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題是提供一種適用于教科書印刷的合成紙，這種適用于教科書印刷的合成紙能夠提高紙張材料的力學性能，增強合成紙造紙材料的延展性，使得合成紙能夠加工得更薄，增大吸墨量以及提高書寫性能。采用的技術方案如下:
一種適用于教科書印刷的合成紙，包括合成紙原紙和表面涂層，其特征在于:
所述合成紙原紙各組成成分按重量計分別為:高密度聚乙烯20?30份、活性碳酸鈣70?80份、抗靜電劑I?2份、抗氧化劑0.05?0.1份、第一分散劑I?2份、乙烯丙烯酸共聚物蠟I?3份；其中，活性碳酸鈣由活性重質碳酸鈣、活性輕質碳酸鈣組成，活性重質碳酸鈣與活性輕質碳酸鈣的比例為3:1?5:1 ;
所述表面涂層各組成成分按重量計分別為:高嶺土 70?80份、輕質碳酸鈣20?30份、含有羥乙基化淀粉的膠粘劑13?17份、羧甲基纖維素0.5?I份、第二分散劑0.1?0.3份。
[0007]上述抗氧化劑一般采用抗氧化劑1010。
[0008]合成紙原紙中，由于輕質碳酸鈣的粒徑相對較小且沉降體積較大，與重質碳酸鈣混合使用時，輕質碳酸鈣可填補重質碳酸鈣粒子間的空隙，提高紙張材料的力學性能，增加填料的填充量，從而提高了吸墨量；采用乙烯丙烯酸共聚物蠟作為潤滑劑，可提碳酸鈣的分散度，其熔點較高密度聚乙烯低，可先于樹脂熔融，起到潤濕、包覆碳酸鈣的作用，使得碳酸鈣與樹脂間更易產生滑移，增強造紙材料的延展性，使得合成紙能夠加工得更薄，控制在55?70μπι之間；表面涂層中，輕質碳酸鈣與高嶺土配合使用，可增加紙張白度，提高涂覆性及印刷適性，其效果較重質碳酸鈣好；膠粘劑中羥乙基化淀粉的使用能使涂層產生較大空隙體積，進一步增大吸墨量以及提聞書與性能，油墨吸收性提聞為23?34%,第_.分散齊?，可提高填料的分散度并可使涂料泥漿保持穩定性。
[0009]作為本發明的優選方案，所述抗靜電劑為乙氧基月桂酷胺、聚醚酯酰胺、單十八烷酸丙三醇酯、聚環氧乙烷中的一種或幾種。
[0010]作為本發明的優選方案，所述第一分散劑為硬脂酸鈣。硬脂酸鈣可提高碳酸鈣在樹脂中分散度，防止碳酸鈣顆粒間粘結成塊，同時可提高聚乙烯的可加工性。
[0011]作為本發明的優選方案，所述膠粘劑為羧基丁苯膠乳和羥乙基化淀粉的混合物，羧基丁苯膠乳與羥乙基化淀粉的比例為2:1?4:1。羧甲基纖維素可改善涂料的流變性，減少膠粘劑遷移，改善涂料覆蓋性，提高涂層強度。
[0012]作為本發明的優選方案，所述第二分散劑為聚丙烯酸鈉。
[0013]表面涂層的制備流程為:將高嶺土與碳酸鈣經高速分散機分散后加入膠粘劑、第二分散劑及其他助劑，在較低速攪拌混合并調節ΡΗ，取出涂料后用100目的細篩過濾除去其中的不溶性固體雜質，供涂布使用，涂布厚度為4 μ m。上述pH調至8?8.5，在此pH范圍內，填料的穩定性較好，所制成的表面涂層有良好的流動性及穩定性，表面涂層偏堿性也有利于油墨的干燥。
[0014]合成紙原紙的制備流程為:將高密度聚乙烯、活性碳酸鈣、抗靜電劑、抗氧化劑份、第一分散劑、乙烯丙烯酸共聚物蠟分別通過自動計量稱連續加入高速混合機混合，后送入連續密煉機中混煉，溫度控制在140?160°C，混煉后的物料經螺桿擠出機擠出造粒，在130?140°C下將粒料吹制出合成紙原紙；將合成紙原紙電暈、涂料涂布后烘干收卷。
[0015]本發明與現有技術相比，具有如下優點:
輕質碳酸鈣與重質碳酸鈣混合使用，提高紙張材料的力學性能，并增大了吸墨量；采用乙烯丙烯酸共聚物蠟作為潤滑劑，增強合成紙造紙材料的延展性，使得合成紙能夠加工得更薄；羥乙基化淀粉的使用能使涂層產生較大空隙體積，進一步增大吸墨量以及提高書寫性能。
【具體實施方式】
[0016]下面對本發明的優選實施方式做進一步的說明。
[0017]實施例一
這種適用于教科書印刷的合成紙，包括合成紙原紙和表面涂層；
合成紙原紙各組成成分按重量計分別為:高密度聚乙烯30份、活性重質碳酸鈣58.3份、活性輕質碳酸鈣11.7份、抗靜電劑2份、抗氧化劑(1010)0.1份、硬脂酸鈣I份、乙烯丙烯酸共聚物蠟2.3份；其中，活性重質碳酸鈣與活性輕質碳酸鈣的比例約為5:1; 表面涂層各組成成分按重量計分別為:高嶺土 70份、輕質碳酸鈣30份、羧基丁苯膠乳12份、羥乙基化淀粉5份、羧甲基纖維素I份、聚丙烯酸鈉0.3份。
[0018]表面涂層涂料的制備方法為:將高嶺土 70份與碳酸鈣30份經高速分散機分散后加入羧基丁苯膠乳12份、羥乙基化淀粉5份、羧甲基纖維素I份、聚丙烯酸鈉0.3份，在較低速攪拌混合，調節PH為8.5，取出涂料用100目的細篩過濾除去其中的不溶性固體雜質。
[0019]合成紙原紙的制備方法為:將高密度聚乙烯30份、活性重質碳酸鈣58.3份、活性輕質碳酸鈣11.7份、抗靜電劑2份、抗氧化劑(1010) 0.1份、硬脂酸鈣I份、乙烯丙烯酸共聚物蠟2.3份分別通過自動計量稱連續加入高速混合機混合，送入連續密煉機中混煉，溫度控制在140°C，混煉后的物料經螺桿擠出機擠出造粒，在130°C下將粒料吹制出合成紙原紙；將合成紙原紙電暈、表面涂層涂布(涂布厚度為4μπι)、烘干后收卷。所得合成紙厚度為62 μ m，油墨吸收性為34%。
[0020]實施例二
這種適用于教科書印刷的合成紙，包括合成紙原紙和表面涂層；
合成紙原紙各組成成分按重量計分別為:高密度聚乙烯20份、活性重質碳酸鈣60份、活性輕質碳酸鈣20份、抗靜電劑I份、抗氧化劑(1010) 0.05份、硬脂酸鈣2份、乙烯丙烯酸共聚物蠟1.8份；其中，活性重質碳酸鈣與活性輕質碳酸鈣的比例約為3:1;
表面涂層各組成成分按重量計分別為:高嶺土 80份、輕質碳酸鈣20份、羧基丁苯膠乳10份、羥乙基化淀粉3份、羧甲基纖維素0.5份、聚丙烯酸鈉0.1份。
[0021]表面涂層涂料的制備方法為:將高嶺土 80份與輕質碳酸鈣20份經高速分散機分散后加入羧基丁苯膠乳10份、羥乙基化淀粉3份、羧甲基纖維素0.5份、聚丙烯酸鈉0.1份，在較低速攪拌混合，調節PH為8.5，取出涂料用100目的細篩過濾除去其中的不溶性固體雜質。
[0022]合成紙原紙的制備方法為:將高密度聚乙烯20份、活性重質碳酸鈣60份、活性輕質碳酸鈣20份、抗靜電劑I份、抗氧化劑(1010) 0.05份、硬脂酸鈣2份、乙烯丙烯酸共聚物蠟1.8份分別通過自動計量稱連續加入高速混合機混合，送入連續密煉機中混煉，溫度控制在160°C，混煉后的物料經螺桿擠出機擠出造粒，在140°C下將粒料吹制出合成紙原紙；將合成紙原紙電暈、涂料涂布(涂布厚度為4μπι)、烘干后收卷。所得合成紙厚度為70μπι，油墨吸收性為23%。
[0023]實施例三
這種適用于教科書印刷的合成紙，包括合成紙原紙和表面涂層；
合成原紙各組成成分按重量計分別為:高密度聚乙烯28份、活性重質碳酸鈣58.9份、活性輕質碳酸鈣13.1份、抗靜電劑1.8份、抗氧化劑(1010) 0.08份、硬脂酸鈣1.3份、乙烯丙烯酸共聚物蠟3份；其中，活性重質碳酸鈣與活性輕質碳酸鈣的比例約為4.5:1 ;
表面涂層各組成成分按重量計分別為:高嶺土 73份、輕質碳酸鈣28份、羧基丁苯膠乳11.5份、羥乙基化淀粉4.5份、羧甲基纖維素0.8份、聚丙烯酸鈉0.25份。
[0024]表面涂層涂料的制備方法為:將高嶺土 73份與碳酸鈣28份經高速分散機分散后加入羧基丁苯膠乳11.5份、羥乙基化淀粉4.5份、羧甲基纖維素0.8份、聚丙烯酸鈉0.25份，在較低速攪拌混合，調節PH為8.5，取出涂料用100目的細篩過濾除去其中的不溶性固體雜質。
[0025]合成紙原紙的制備方法為:將高密度聚乙烯28份、活性重質碳酸鈣58.9份、活性輕質碳酸鈣13.1份、抗靜電劑1.8份、抗氧化劑(1010) 0.08份、硬脂酸鈣1.3份、乙烯丙烯酸共聚物蠟3份分別通過自動計量稱連續加入高速混合機混合，送入連續密煉機中混煉，溫度控制在145°C，混煉后的物料經螺桿擠出機擠出造粒，在133°C下將粒料吹制出合成紙原紙；將合成紙原紙電暈、涂料涂布(涂布厚度為4μπι)、烘干后收卷。所得合成紙厚度為55 μ m，油墨吸收性為28%。
[0026]實施例四
這種適用于教科書印刷的合成紙，包括合成紙原紙和表面涂層；
合成原紙各組成成分按重量計分別為:高密度聚乙烯25份、活性重質碳酸鈣60份、活性輕質碳酸鈣15份、抗靜電劑1.5份、抗氧化劑(1010) 0.06份、硬脂酸鈣1.5份、乙烯丙烯酸共聚物蠟2份；其中，活性重質碳酸鈣與活性輕質碳酸鈣的比例約為4:1;
表面涂層各組成成分按重量計分別為:高嶺土 75份、輕質碳酸鈣25份、羧基丁苯膠乳11份、羥乙基化淀粉4份、羧甲基纖維素0.6份、聚丙烯酸鈉0.2份。
[0027]表面涂層涂料的制備方法為:將高嶺土 75份與碳酸鈣25份經高速分散機分散后加入羧基丁苯膠乳11份、羥乙基化淀粉4份、羧甲基纖維素0.6份、聚丙烯酸鈉0.2份，在較低速攪拌混合，調節PH為8.5，取出涂料用100目的細篩過濾除去其中的不溶性固體雜質。
[0028]合成紙原紙的制備方法為:將高密度聚乙烯25份、活性重質碳酸鈣60份、活性輕質碳酸鈣15份、抗靜電劑1.5份、抗氧化劑(1010) 0.06份、硬脂酸鈣1.5份、乙烯丙烯酸共聚物蠟2份分別通過自動計量稱連續加入高速混合機混合，送入連續密煉機中混煉，溫度控制在150°C，混煉后的物料經螺桿擠出機擠出造粒，在135°C下將粒料吹制出合成紙原紙；將合成紙原紙電暈、涂料涂布(涂布厚度為4μπι)、烘干后收卷。所得合成紙厚度為67 μ m，油墨吸收性為25%。
[0029]實施例五
這種適用于教科書印刷的合成紙，包括合成紙原紙和表面涂層；
合成原紙各組成成分按重量計分別為:高密度聚乙烯23份、活性重質碳酸鈣59.9份、活性輕質碳酸鈣17.1份、抗靜電劑1.3份、抗氧化劑(1010) 0.05份、硬脂酸鈣1.8份、乙烯丙烯酸共聚物蠟2.5份；其中，活性重質碳酸鈣與活性輕質碳酸鈣的比例約為3.5:1 ;
表面涂層各組成成分按重量計分別為:高嶺土 78份、輕質碳酸鈣23份、羧基丁苯膠乳10.5份、羥乙基化淀粉3.5份、羧甲基纖維素0.6份、聚丙烯酸鈉0.2份。
[0030]表面涂層涂料的制備方法為:將高嶺土 78份與輕質碳酸鈣23份經高速分散機分散后加入羧基丁苯膠乳10.5份、羥乙基化淀粉3.5份、羧甲基纖維素0.6份、聚丙烯酸鈉0.2份，在較低速攪拌混合，調節PH為8.5，取出涂料用100目的細篩過濾除去其中的不溶性固體雜質。
[0031]合成紙原紙的制備方法為:將高密度聚乙烯23份、活性重質碳酸鈣59.9份、活性輕質碳酸鈣17.1份、抗靜電劑1.3份、抗氧化劑(1010) 0.05份、硬脂酸鈣1.8份、乙烯丙烯酸共聚物蠟2.5份分別通過自動計量稱連續加入高速混合機混合，送入連續密煉機中混煉，溫度控制在155 °C，混煉后的物料經螺桿擠出機擠出造粒，在138°C下將粒料吹制出合成紙原紙；將合成紙原紙電暈、涂料涂布(涂布厚度為4μπι)、烘干后收卷。所得合成紙厚度為58 μ m，油墨吸收性為30%。
[0032]上述實施例一至實施例五中，抗靜電劑均可采用乙氧基月桂酷胺、聚醚酯酰胺、單十八烷酸丙三醇酯、聚環氧乙烷中的一種或幾種
此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其各部分名稱等可以不同，凡依本發明專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發明專利的保護范圍內。本發明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種適用于教科書印刷的合成紙，包括合成紙原紙和表面涂層，其特征在于: 所述合成紙原紙各組成成分按重量計分別為:高密度聚乙烯20?30份、活性碳酸鈣70?80份、抗靜電劑1?2份、抗氧化劑0.05?0.1份、第一分散劑1?2份、乙烯丙烯酸共聚物蠟1?3份；其中，活性碳酸鈣由活性重質碳酸鈣、活性輕質碳酸鈣組成，活性重質碳酸鈣與活性輕質碳酸鈣的比例為3:1?5:1 ; 所述表面涂層各組成成分按重量計分別為:高嶺土 70?80份、輕質碳酸鈣20?30份、含有羥乙基化淀粉的膠粘劑13?17份、羧甲基纖維素0.5?1份、第二分散劑0.1?0.3份。
2.如權利要求1所述的適用于教科書印刷的合成紙，其特征是:所述抗靜電劑為乙氧基月桂酷胺、聚醚酯酰胺、單十八烷酸丙三醇酯、聚環氧乙烷中的一種或幾種。
3.如權利要求1所述的適用于教科書印刷的合成紙，其特征是:所述第一分散劑為硬脂酸鈣。
4.如權利要求1所述的適用于教科書印刷的合成紙，其特征是:所述膠粘劑為羧基丁苯膠乳和羥乙基化淀粉的混合物，羧基丁苯膠乳與羥乙基化淀粉的比例為2:1?4:1。
5.如權利要求1所述的適用于教科書印刷的合成紙，其特征是:所述第二分散劑為聚丙烯酸鈉。
【文檔編號】C08K3/26GK104494254SQ201410809018
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月24日 優先權日:2014年12月24日
【發明者】肖宗斌 申請人:汕頭市金潤環保包裝材料有限公司