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一种石头纸涂层专用涂布液及其制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2014-12-30
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2015-05-27
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2017-01-25
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2034-12-30
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201410839863.8 申请日 2014-12-30
公开/公告号 CN104592839B 公开/公告日 2017-01-25
授权日 2017-01-25 预估到期日 2034-12-30
申请年 2014年 公开/公告年 2017年
缴费截止日
分类号 C09D133/04C09D7/12 主分类号 C09D133/04
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 1
权利要求数量 2 非专利引证数量 0
引用专利数量 5 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN102675989A、CN101806013A、CN103952760A、CN101768893A、CN101701432A 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 成都新柯力化工科技有限公司 当前专利权人 成都新柯力化工科技有限公司
发明人 陈庆、曾军堂 第一发明人 陈庆
地址 四川省成都市青羊区蛟龙工业港东海路4座 邮编
申请人数量 1 发明人数量 2
申请人所在省 四川省 申请人所在市 四川省成都市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明提出一种石头纸涂层专用涂布液及其制备方法。其特征是:以重量份计,由下列组分组成:硅丙乳液50-60份,片状碳酸钙20-30份,有机硅改性微细矿物纤维15-20份,干酪素 1-3份,增白剂 1-1.5份,分散剂 0.5-1份,交联剂0.2-0.5份,水 50-80份,乙醇10-20份。该涂布液含有有机硅改性矿物纤维,对石头纸具有一定的浸润性,通过涂布使涂布液中的纤维浸透插入石头纸面层中的无机粉体间从而增强附着力,解决了印刷时石头纸中的无机粉体易被涂层拉脱的问题,使石头纸的高速印刷适性增强。
  • 摘要附图
    一种石头纸涂层专用涂布液及其制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2017-01-25 授权
2 2015-05-27 实质审查的生效 IPC(主分类): C09D 133/04 专利申请号: 201410839863.8 申请日: 2014.12.30
3 2015-05-06 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种石头纸涂层专用涂布液,其特征是:组成的各组分按重量份计为:
硅丙乳液                             50-60 份,
片状碳酸钙                           20-30 份,
有机硅改性微细矿物纤维    15-20 份,
干酪素                               1-3 份,
增白剂                               1-1.5 份,
分散剂                               0.5-1 份,
交联剂                               0.2-0.5 份,
水                                   50-80 份,
乙醇                                 10-20 份,
其中,所述硅丙乳液为固含量55-60%,粘度为2500-3000S 的白色液体;所述的片状碳酸钙为粒径小于5 微米,径厚比大于8, 白度大于95% 的片状微细碳酸钙;所述的有机硅改性微细矿物纤维是由二甲基硅油、甲基含氢硅油、甲基羟基硅油、氨基改性硅油、甲基乙烯基硅油中的至少一种通过包覆改性得到的有机硅改性微细硅酸钙纤维、有机硅改性微细硫酸钙晶须纤维、有机硅改性微细碳酸钙晶须纤维、有机硅改性微细水镁石纤维、有机硅改性微细海泡石纤维中的至少一种,有机硅改性微细矿物纤维的平均粒径为5~10 微米,长/径比为8~12/1;所述的增白剂为钛白粉、立德粉、沉淀硫酸钡中至少一种;所述的分散剂为聚丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯嵌段物中的一种;所述的交联剂由三乙烯四胺、己二胺、二乙烯三胺以质量比3:2:1 组成。

2.如权利要求1 所述的一种石头纸涂层专用涂布液的制备方法,其特征是按照如下方式进行:
1)将50-80 重量份的水、10-20 重量份的乙醇、1-3 重量份的干酪素、0.5-1 重量份的分散剂加入乳化分散机,启动乳化分散机,在800-1000rpm 转速条件下导入20-30 重量份的片状碳酸钙,乳化分散20-30min 得到分散体;
2)将50-60 重量份的硅丙乳液、15-20 重量份的有机硅改性微细矿物纤维与步骤1)分散得到的分散体送至研磨机中,在1000-2000rpm 的速度下研磨10-15min,得到浆料;
3)将步骤2)得到的浆料转移至乳化分散机中,加入0.2-0.5 重量份的交联剂,在800-
1000rpm 转速条件下将1-1.5 重量份的增白剂导入,分散3-5min,经80-100 目的筛网过滤,得到石头纸涂层专用涂布液;
其中,步骤1)、步骤3)所述的乳化分散机为一种粉-液分散混合泵,利用转子的高速旋转产生真空,并将粉末连续均匀地导入快速流动的液体中,经剪切腔被瞬间均匀分散混合,由于液体与粉体在混合前是互相不接触的,只有在混合前的瞬间,粉体以弥散状导入液流之中,所以粉-液混合均匀,不会产生结团,结皮现象,实现连续式生产。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及纸张涂布领域,具体涉及一种石头纸涂层专用涂布液及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着低碳经济在全世界范围内的兴起,近几年造纸工业领域不断在造纸技术上寻求新的突破。在合成纸的基础上,通过技术改进逐步形成了以无机粉体为主要原材料的石头纸。石头纸解决了传统植物纤维造纸高耗能、高污染的问题,同时也解决了以塑料树脂为主要组成的合成纸成本高的缺陷。目前石头纸在包装领域已经得到广泛的应用,对促进低碳经济的发展发挥着巨大的推动作用。
[0003] 为了扩大石头纸在包装领域的印刷适应性,消除在印刷方面的局限性,通过表面涂布可以极大地提高了可印刷程度,改善了石头纸的印刷性能。另外,石头纸通过涂布处理可以提高纸张表面的均匀度、平滑度、白度,掩盖纸张成型过程中产生的瑕疵,提高纸张整体品质。而石头纸由于其特殊的组成,它同时具有塑料合成纸和植物纤维纸的双重特性,因此石头纸表面性能介于塑料合成纸非极性和植物纤维纸极性之间,对涂布液的要求更为特殊。
[0004] 合成纸是以聚烯烃等树脂为主要材料组成,表面性能表现为非极性,通过在合成纸表面涂覆一层具有粘接性的涂料,可以提高了合成纸对油墨产品、印刷工艺和印刷质量要求的适应程度。如哈尔滨工程大学曹力研制出一种改性聚丙烯合成纸用涂覆液,主要采用氯化聚乙烯(CPE)为粘接主料,碳酸钙(CaCO3)为填充料,辅以界面改性剂,经剪切强度测试表明,CPE涂覆液对聚丙烯的粘接性良好;中国发明专利CN101457056公开了一种合成纸涂料及其制备方法和用途,该涂料包括10~20%废聚苯乙烯泡沫塑料、50~60%甲苯,是一种溶剂型涂料。石头纸是以无机微细粉体为主要组成,由于合成纸与石头纸的极性存在差异,将合成纸常用的涂层液用于对石头纸涂层时,涂层容易脱落,尤其是在高速印刷时,石头纸中的无机粉体易被拉脱产生拉毛现象,造成涂层脱落。
[0005] 为了获得石头纸适应的涂层涂料,中国发明专利CN102675989B公开了一种用于环保石头纸表面的涂布液,该发明为了解决了现有石头纸表面手感粗糙、缺少光泽、强度低、弯折性能差等问题,提出了涂布液组成使用丁苯橡胶乳液改善环石头纸表面手感、平整性、柔性、印刷性能;中国发明专利CN 101768893A公开了一种石头纸涂料及其制成的石头纸,其涂料是利用水溶性丙烯酸树脂做涂料的连接料树脂,用陶瓷粉为主材并辅之其它助剂所制成。由于采用水乳型成膜材料,对石头纸表面的润湿性不良,加之石头纸缺少纸纤维的附着性,从而降低了附着力,甚至在涂覆时水性涂料在石头纸表面存在收缩,导致涂层与石头纸原纸之间粘结不牢。
[0006] 根据上述,由于石头纸的表面特性介于塑料合成纸与传统植物纤维纸之间,使用合成纸涂层涂料会导致石头纸面层的无机粉体在印刷时被拉脱;使用水乳型涂料由于缺少纸纤维的附着性,涂层与石头纸原纸之间粘结不牢。

发明内容

[0007] 针对目前石头纸涂层存在附着不牢、印刷时石头纸中的无机粉体易被涂层拉脱的问题,本发明提出一种石头纸涂层专用涂布液,该涂布液含有有机硅改性矿物纤维,对石头纸具有一定的浸润性,通过涂布使涂布液中的纤维浸透插入石头纸面层中的无机粉体间从而增强附着力,解决了印刷时石头纸中的无机粉体易被涂层拉脱的问题,使石头纸的高速印刷适性增强。进一步提供石头纸涂层专用涂布液的制备方法。
[0008] 一种石头纸涂层专用涂布液,是通过如下技术方案实现的:
[0009] 一种石头纸涂层专用涂布液,其特征是:组成的各组分按重量份计为:
[0010] 硅丙乳液                     50-60份,
[0011] 片状碳酸钙                   20-30份,
[0012] 有机硅改性微细矿物纤维       15-20份,
[0013] 干酪素                       1-3份,
[0014] 增白剂                       1-1.5份,
[0015] 分散剂                       0.5-1份,
[0016] 交联剂                       0.2-0.5份,
[0017] 水                           50-80份,
[0018] 乙醇                         10-20份,
[0019] 所述硅丙乳液为固含量55-60%,粘度为2500-3000S的白色液体。
[0020] 所述的片状碳酸钙为粒径小于5微米,径厚比大于8,白度大于95%的片状微细碳酸钙。
[0021] 所述的有机硅改性微细矿物纤维是由二甲基硅油、甲基含氢硅油、甲基羟基硅油、氨基改性硅油、甲基乙烯基硅油中的至少一种通过包覆改性得到的有机硅改性微细硅酸钙纤维、有机硅改性微细硫酸钙晶须纤维、有机硅改性微细碳酸钙晶须纤维、有机硅改性微细水镁石纤维、有机硅改性微细海泡石纤维中的至少一种,有机硅改性微细矿物纤维的平均粒径为5~10微米,长/径比为8~12/1。
[0022] 所述的干酪素用于体系的乳化增稠。
[0023] 所述的增白剂为钛白粉、立德粉、沉淀硫酸钡中至少一种。
[0024] 所述的分散剂为聚丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯嵌段物中的一种,可使有机硅改性微细矿物纤维与硅丙乳液连接。
[0025] 所述的交联剂由三乙烯四胺、己二胺、二乙烯三胺以质量比3:2:1组成,低温时稳定,涂布液涂布后干燥时,随着温度的升高交联剂促使有机硅改性微细矿物纤维与石头纸中的无机粉体交联固化,增加附着力。
[0026] 为了确保石头纸涂布液在涂布干燥中快速挥发干燥,采用乙醇水混合作为溶剂。
[0027] 本发明一种石头纸涂层专用涂布液的制备方法,其特征是按照如下方式进行:
[0028] 1)、将50-100重量份的水、10-20重量份的乙醇、1-3重量份的干酪素、0.5-1重量份的分散剂加入乳化分散机,启动乳化分散机,在800-1000rpm转速条件下导入20-30重量份的片状碳酸钙,乳化分散20-30min得到分散体;
[0029] 2)将50-60重量份的硅丙乳液、15-20重量份的有机硅改性微细矿物纤维与步骤1)分散得到的分散体送至研磨机中,在1000-2000rpm的速度下研磨10-15min,得到浆料;
[0030] 3)将步骤2)得到的浆料转移至乳化分散机中,加入0.2-0.5重量份的交联剂,在800-1000rpm转速条件下将1-1.5重量份的增白剂导入,分散3-5min经80-100 目的筛网过滤,得到石头纸涂层专用涂布液。
[0031] 上述步骤1)、3)所述的乳化分散机为一种粉-液分散混合泵,利用转子的高速旋转产生真空,并将粉末连续均匀地导入快速流运的液体中,经剪切腔被瞬间均匀分散混合,由于液体与粉体在混合前是互相不接触的,只有在混合前的瞬间,粉末被弥散状导入液流之中,所以粉-液混合均匀,不会产生结团,结皮现象,可以连续式生产。
[0032] 上述制备方法步骤2)采用的研磨机为棒磨机,以保证矿物纤维的长径比不被破坏。
[0033] 本发明一种石头纸涂层专用涂布液,该涂布液含有有机硅改性微细矿物纤维对石头纸具有一定的浸润性,在涂布石头纸时有机硅改性微细矿物纤维通过浸透插入石头纸面层的无机粉体间使涂层的附着力增强,进一步在涂层液涂布干燥过程中,发生固化交联粘接力增强,石头纸面层的无机粉体得到固定,有效防止石头纸中的无机粉体被拉脱,使表面特性介于塑料合成纸与传统植物纤维纸之间的石头纸涂层附着稳定性增强,石头纸的高速印刷适性增强。由于涂布液介于中性,可采用平版、凸版、凹版、胶版、丝网和柔版等印刷方式,可以使用水性油墨、溶剂型油墨印刷,也可用铅笔、油性圆珠笔、水性钢笔、中性笔直接书写。大幅拓宽了石头纸的应用。
[0034] 本发明一种石头纸涂层专用涂布液及其制备方法,与现有技术相比,其突出的特点和优异的效果在于:
[0035] 1、本发明石头纸涂层专用涂布液含有有机硅改性微细矿物纤维,对石头纸具有一定的浸润性,在涂布石头纸时有机硅改性微细矿物纤维通过浸透插入石头纸面层的无机粉体间使涂层的附着力增强。
[0036] 2、本发明石头纸涂层专用涂布液,在涂层液涂布干燥过程中,发生固化交联粘接力增强,石头纸面层的无机粉体得到固定,有效防止石头纸中的无机粉体被拉脱,使表面特性介于塑料合成纸与传统植物纤维纸之间的石头纸涂层附着稳定性增强,石头纸的高速印刷适性增强。
[0037] 3、本发明石头纸涂层专用涂布液,由于涂布液介于中性,可采用平版、凸版、凹版、胶版、丝网和柔版等印刷方式,可以使用水性油墨、溶剂型油墨印刷,也可用铅笔、油性圆珠笔、水性钢笔、中性笔直接书写,大幅拓宽了石头纸的应用。
[0038] 4、本发明石头纸涂层专用涂布液的制备方法,工艺简短易控,无溶剂污染物排放,适合于大规模连续化生产。

实施方案

[0039] 以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
[0040] 实施例1
[0041] 1)、将50重量份的水、20重量份的乙醇、1重量份的干酪素、0.5重量份的分散剂聚丙烯酸酯加入乳化分散机,启动乳化分散机,在800rpm转速条件下导入20重量份的片状碳酸钙,乳化分散20min得到分散体;
[0042] 2)将60重量份的硅丙乳液、15重量份的有机硅改性微细硅酸钙纤维与步骤1)分散得到的分散体送至研磨机中,在1000rpm的速度下研磨15min,得到浆料;
[0043] 3)将步骤2)得到的浆料转移至乳化分散机中,加入0.2重量份由三乙烯四胺、己二胺、二乙烯三胺以质量比3:2:1组成的交联剂,在800rpm转速条件下将1重量份的增白剂导入,分散3min经80-100 目的筛网过滤,得到石头纸涂层专用涂布液。
[0044] 将实施例得到的涂布液用于石头纸涂布,涂布量25g/m2。得到白度约91%的涂层,表面印刷强度为4.3m/s。
[0045] 实施例2
[0046] 1)、将80重量份的水、15重量份的乙醇、2重量份的干酪素、1重量份的分散剂聚乙二醇丙烯酸酯嵌段物加入乳化分散机,启动乳化分散机,在1000rpm转速条件下导入30重量份的片状碳酸钙,乳化分散20-30min得到分散体;
[0047] 2)将60重量份的硅丙乳液、20重量份的有机硅改性微细硫酸钙晶须纤维与步骤1)分散得到的分散体送至研磨机中,在1500rpm的速度下研磨15min,得到浆料;
[0048] 3)将步骤2)得到的浆料转移至乳化分散机中,加入0.3重量份由三乙烯四胺、己二胺、二乙烯三胺以质量比3:2:1组成的交联剂,在900rpm转速条件下将1重量份的增白剂导入,分散5min经80-100 目的筛网过滤,得到石头纸涂层专用涂布液。
[0049] 将实施例得到的涂布液用于石头纸涂布,涂布量20g/m2。得到白度约89%的涂层,表面印刷强度为4.8m/s。涂层覆盖均匀,表面平滑度高,印刷适性好,可在印刷包装领域取代铜版纸、白卡纸等传统
[0050] 高档纸张。
[0051] 实施例3
[0052] 1)、将90重量份的水、20重量份的乙醇、3重量份的干酪素、1重量份的分散剂聚丙烯酸酯加入乳化分散机,启动乳化分散机,在1000rpm转速条件下导入20重量份的片状碳酸钙,乳化分散25min得到分散体;
[0053] 2)将60重量份的硅丙乳液、20重量份的有机硅改性微细碳酸钙晶须纤维与步骤1)分散得到的分散体送至研磨机中,在2000rpm的速度下研磨15min,得到浆料;
[0054] 3)将步骤2)得到的浆料转移至乳化分散机中,加入0.5重量份由三乙烯四胺、己二胺、二乙烯三胺以质量比3:2:1组成的交联剂,在800rpm转速条件下将1.5重量份的增白剂导入,分散5min经80-100 目的筛网过滤,得到石头纸涂层专用涂布液。
[0055] 实施例4
[0056] 1)、将60重量份的水、20重量份的乙醇、1重量份的干酪素、0.5重量份的分散剂聚乙二醇丙烯酸酯嵌段物加入乳化分散机,启动乳化分散机,在1000rpm转速条件下导入30重量份的片状碳酸钙,乳化分散30min得到分散体;
[0057] 2)将60重量份的硅丙乳液、20重量份的有机硅改性微细水镁石纤维与步骤1)分散得到的分散体送至研磨机中,在2000rpm的速度下研磨10min,得到浆料;
[0058] 3)将步骤2)得到的浆料转移至乳化分散机中,加入0.4重量份由三乙烯四胺、己二胺、二乙烯三胺以质量比3:2:1组成的交联剂,在800rpm转速条件下将1重量份的增白剂导入,分散3min经80-100 目的筛网过滤,得到石头纸涂层专用涂布液。
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