铸涂高光相纸的生产工艺技术.docx

铸涂高光相纸 铸涂高光相纸的生产工艺技术陈国丕（中山市小榄丽影数码材料厂，广东中山，528400）摘 要：概述了近年来国内铸涂高光相纸的工艺技术 ，主要包括原纸要求、工艺方法、涂料配方的组成等。关键词：高光相纸；铸涂；涂布工艺；喷墨打印中图分类号：TS762.2文献标识码：B文章编号：0254-508X(2009)01-0050-03作者简介：陈国丕先生，工程师；主要从事高光相 纸 的 涂 料 与 生 产 工 艺 研 究。The Technology of Producing Cast Coated Gloss Photo PaperCHEN Guo-pi（Zhongshan Xiaolan Liying Digital Materials Co.,Ltd，Zhongshan, Guangdong Province，528400）( E-mail: )Abstract: The technology of producing cast coated gloss photo paper, including requirement of the base paper, cast coating process, formula of the coatings and so on is described in details in this paper.Key words: gloss photo paper; cast coating; process of coating; ink-jet printing铸涂高光相纸（Cast coating gloss photo paper）是继铸涂纸后的又一种特种加工纸产品，它是20世纪80年代初开发成功的非接触式（non-impact）数字喷 墨打印技术应用领域拓展的产物。非接触式数字打印 技术的原理为墨水通过喷墨打印机雾化，以微小墨滴 的形式喷射到纸张表面，形成图像，其图像分辨率与 鲜艳度在目前喷墨打印机多色打印和最高分辨率可达 到 5600 dpi 的情况下，与使用纸张的类型密切相关， 要求纸张具有表面平整度高，吸墨性适中，保色能力 强 等 特 点 ， 应 用 于 影 像 领 域 还 要 求 纸 张 表 面 光 泽 度 高，因此，铸涂高光相纸应运而生。铸涂高光相纸是利用铸涂设备及铸涂高光成形的 原理，将涂料涂布于高光相纸原纸表面，经过烘箱干 燥、压贴镀铬烘缸，离型剥离等工艺步骤生产出来的 具有高光泽度和适中吸墨性的特种纸张，主要用于喷 墨打印，其对染料墨水、颜料墨水以及溶剂墨水均有 很好的吸收性，喷墨打印形成的图像具有分辨率高， 色彩鲜艳，耐水性能好等特点。缸润湿、压榨固化剥离、卷取、分切、包装的一个过程。铸涂工艺流程如图 1 所示。图 1 铸涂工艺流程铸涂纸的最大特点是： 高光泽度、亮度及不透明度； 表面平滑度好； 不用超级压光机，纸 的弹性、松厚度好； 不需使用上光剂就能达到很高 的印刷光泽度。铸涂高光相纸的生产工艺与铸涂纸生产工艺基本 相同。但首先要对纸张进行预涂处理，使其具有良好 的平整度、吸收和固定墨水的能力，预涂使用的涂料 为水溶性高吸水性涂料，涂布量控制在 1518 g/m2。1铸涂高光相纸的生产工艺及特点铸涂纸是指铸涂原纸经水性涂料涂布、干燥、贴收稿日期：2008-08-14(修改稿)China Pulp & Paper Vol.28, No.1, 200950技术报告然后进行铸涂高光涂层处理。高光涂层涂布使用的方法为澳伦法 (WARREN)。 该方法工艺流程如图 2 所示。打印好的照片放在水中浸泡，保持图像不褪色、不掉色，满足一定的耐水牢度要求； 图像光密度差异的 相对值大于 95等特点。2铸涂高光相纸原纸及涂料配方设计2.1铸涂高光相纸原纸要求 定量、定量差、厚度、厚度差，要求均一性好； 白度、紧度、平滑度要求高； 要求有良好的挺度、强度； 要求有良好的匀度、不透明度和边缘渗透性； 要求有非常高的透气度。 相纸原纸的某企业标准如表1所示。 涂料配方设计图 2 高光涂层铸涂工艺流程涂布方式为气刀或刮刀。生产方法是将高光涂层涂料涂布于已经预涂处理的相纸原纸表面，然后进行 烘干处理，在涂层半湿半干状态下进入铸涂镀铬烘缸 处理阶段，在回水的条件下贴缸，进行加压、加热、 干燥，使其高光涂层涂料得到充分的固化与成型，剥 离后形成铸涂高光相纸。使用该种方法生产的特点是： 铸涂表面光泽 度高，挺度好； 涂料在一定的固含量下，涂布量可 做大范围的调整。该 方 法 生 产 出 的 高 光 相 纸 具 有 ： 吸 墨 性 适 中，墨滴喷到纸面不产生洇渗现象，墨滴完整，圆度 高，充分体现图像的真实性； 高分辩率成像，立体 层次感强，最高可达到 5600 dpi； 耐水性能好，将涂料配方设计要求(1) 满足喷墨打印要求；(2) 满足色彩的要求；(3) 满足生产设备的要求；(4) 满足产品光学性能的要求（白度、光泽度、 图像分辩率）；( 5 ) 满 足 铸 涂 生 产 工 艺 要 求 ， 包 括 对 涂 料 流 平 性、干燥速度及涂料剥离性能的要求。2.2.2涂料配方的组成 铸涂高光相纸配方主要由颜料、胶黏剂、抗水剂、剥离剂及其他助剂等组成。其中颜料和胶黏剂占 整个涂料干基配方的 90 以上。(1) 涂布颜料 铸涂高光相纸涂布主要用的颜料为二氧化硅气凝胶，其技术参数如表 2 所示。表 1高光彩喷原纸技术指标指标名称规 定 值检测方法-2定量 /gm1804.03.0实50.96.06002004.03.0测50.95.0500GB/T451.2GB/T451.2GB/T451.3GB/T451.3GB/T451.3GB/T453GB/T455.1GB/T1540GB/T7974GB/T1543GB/T456全幅定量差 /gm-2厚度/m 全幅厚度差 /m 紧度 /gcm-3纵向抗张强度 /kNm-1 横向撕裂度 /mN 吸水性（可勃法）60 s /gm-2 白度（正/反） /不透明度 / 平滑度（正/反面） /s 边缘渗透 /mm透气度 /mLmin-1表面强度 /cms-1L色度参数a b尘埃度/个m-20.10.5 mm20.51.0 mm21.0 mm2表 2 二氧化硅参数-1-1 孔容/mLg 二氧化硅含量/ 吸油值/g(100g) 白度/ pH值 平均粒径/m1.89928030095 575825100.090.0100.085.0涂布颜料占配方的 70 左右，颜料颗粒大小、分布、孔容是关键参数，关系到喷墨打印墨水的吸 收、固着及色彩表现。二氧化硅气凝胶具有三维网状结构，一般孔容在0.42.0 mL/g 之内，表面及孔容内含有大量的羟基，孔 容体积较大，吸附能力极高。其中孔容在 1.8 mL/g 左 右，比表面积为 300350 m2/g 的气凝胶由于毛细孔作 用，极大增加了吸墨容量，即使在湿度高时对水分的 吸附性也较大，是铸涂高光相纸用涂料的首选颜料。100/800.8853000.885300实测GB/T7975244不许有GB/T1541交货水分 / 6.08.0 GB/T462 中国造纸2009 年第 28 卷第 1 期51技术报告(2) 铸涂高光相纸用胶黏剂选择铸涂高光相纸用胶黏剂首先要考虑其对纸的 表面强度和对墨水吸收性要求。其次应考虑涂料在烘 缸表面的固化剥离效果。一般胶黏剂以水溶性和合成乳液混合使用。前者 主要有聚乙烯醇、干烙素、明胶等。后者主要有苯丙 乳液、醋酸乙烯乳液等。聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性高分子聚合物。具 有化学性能稳定，溶解性能良好，黏结力大等优点。主 要由醋酸乙烯醇解聚合而成，其性能独特，具有较强的 黏结力，成膜柔韧性，平滑性，耐油性以及特殊处理后 的耐水性。并且其白度、色彩、黏附性和成膜性极为突 出。产品技术指标参照 GB/T12010.21989。干 烙 素 的 溶 解 一 般 使 用 碱 ， 碱 对 溶 解 后 干 烙 素 的黏结力、溶解性、耐水性、黏度稳定性及色泽等都 有很大影响，在溶解时对碱的选择很重要，为了提高 涂 料 的 稳 定 性 ， 纸 面 的 光 泽 度 ， 色 彩 还 原 性 以 及 纸 张 的 墨 水 吸 收 性 ， 可 以 选 择 弱 碱 溶 解 干 烙 素 ， 采 用5060 低温长时间溶解。目前主要采用国产海拉尔 干烙素为佳，为提高干烙素的抗水性，在涂料中需加 入抗水剂。明胶是一种由 18 种氨基酸组成的蛋白质，具有 较好相溶性和可降解性。明胶黏结性、成膜性、光泽 度都很好，通常在低温下溶解。合 成 胶 乳 主 要 是 由 单 体 聚 合 而 成 ， 最 常 见 的 为 苯乙烯-丙烯酸共聚物，固含量 (482)，是低黏度 中性产品。它与其他胶黏剂有很好的相溶性，黏结力 强，耐水性好。同时还具有热可塑性，所以能获得很 高的光泽度。苯乙烯-丙烯酸共聚乳液产品性能需符 合 GB/T97562001 标准的要求苯丙乳液主要是以苯乙烯和丙烯酸聚合而成。其 光泽主要受以下几方面影响： 随着苯乙烯的用量 增加光泽度增大，苯乙烯的添加量为 80 时光泽度 最大； 胶乳的粒径越小透明度及光泽越大，一般 胶乳的粒径为 120150 nm； 胶乳的最低成膜温度（MFFT）以及玻璃化转移温度（Tg）。(3) 涂料配方预涂和面涂参考配方见表 3 和表 4。表 4面涂参考配方项目名称纳米二氧化硅聚乙烯醇增白剂其他助剂配比/份10050适量适量3铸涂生产工艺控制(1) 生产铸涂高光相纸首先所需要考虑的是涂料的流平性以及泡沫问题。如果涂料流平性不好，会产 生涂层堆积及干湿度不均匀现象，泡沫的产生会使涂 层在进入干燥箱后泡沫破裂，容易造成纸表面针孔、 麻坑等现象，严重影响产品质量。(2) 铸涂高光相纸的剥离。在纸表面涂层从胶辊 压区进入贴缸后，涂层加热固化定型，要求能完全从 镀铬缸表面剥离，避免发生黏缸现象。主要影响因素 有： 在工艺配方设计过程应考虑胶体的玻璃化转移 温度和选择适当的剥离剂； 考虑橡胶辊压区的线压 力，一般为 300500 N/cm； 应掌握纸面涂层的干湿 度和铸涂烘缸的温度，主要是根据涂料的特性来调整 到最佳状态； 原纸的平整度和透气度； 应掌握 涂布量，涂层干湿度以及车速之间的协调关系。(3) 纸张的卷曲问题。由于铸涂高光相纸是单面 涂布，涂布面含有大量的胶料，从而使纸的两面差比 较大，再加上纸张经过高温干燥使原有的纤维组织伸 缩变形较大，产生卷曲现象。解决纸张卷曲现象首先可以用 4 无缝钢管钻孔 进行蒸汽喷雾方式再回湿处理。其次是原纸的背面施 胶以消除应力从而解决卷曲问题。4结语铸涂高光相纸是一种以特殊方式生产的涂布加工纸产品，其产品质量取决于涂层配方，生产工艺以及 基材的物性指标等。其中铸涂高光相纸的表面涂层具 有重要作用，起到吸收墨水，增加