一种用于制备水转印纸的涂料及水转印纸的制备方法与流程

1.本发明属于特种纸技术领域，尤其涉及一种用于制备水转印纸的涂料及水转印纸的制备方法。


背景技术：

2.水转印纸是一种以实现图文印刷转移为目的的产品，其是以特种纸底纸为基材，再对基材正面和背面进行涂布施工形成相应涂层所制得。水转印纸使用时通过印刷设备将油墨印刷在水转印纸表胶涂层表面成图并干燥，印刷好后的水转印花纸背面接触水，水分渗透纸页将表层涂层溶解得出完整的图案，转移贴印于目标物体上可形成完整精美且具有立体视觉效果的图案。
3.现有的水转印纸生产技术常采用多次上机多层涂布方案，每一个功能涂层至少需要一次涂布，即底涂层和表涂层分别需要至少一个涂布头完成涂层涂布工作。即，传统涂布方案需要涂布机同时具备多个涂布头，如设备不具备同时涂布多个涂层功能，则需要多次上机完成整个涂布工作。因此，传统涂布方案的设备投入较大，生产成本较高，生产效率低。此外，传统水转印纸生产多采用刮刀或者刮棒涂布方式，造成纸面存在刮痕，粗糙度大，对印刷不利。第三，传统水转印纸生产多采用小型涂布机，车速较慢，一般不超过200m/s，极大限制了产能提高。
4.因此，本发明希望提出一种可采用双层帘式涂布实现水转印纸制备的涂料，以降低水转印纸的生产成本并提高生产效率。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于制备水转印纸的涂料及水转印纸的制备方法。该涂料不仅可适用于常规的单层涂布方法(如狭缝涂布、挤压涂布、坡流涂布、帘式涂布)，还可与双层涂布技术(如双层狭缝涂布、双层挤压涂布、双层坡流涂布、双层帘式涂布)，尤其是双层帘式涂布结合完成水转印纸的制备，因而可以在保证水转印纸产品质量的同时有效降低水转印纸的生产成本，具备广阔的应用前景。
6.本发明提供了一种用于制备水转印纸的涂料，包括底涂涂料和表涂涂料；
7.所述底涂涂料的固含量大于所述表涂涂料；所述底涂涂料的表面张力大于所述表涂涂料。
8.基于常规涂料虽然可适用于单层涂布以完成水转印纸的制备，但在采用双层涂布方式，尤其是双层帘式进行涂布时会面临施工效果差的缺陷。因此，本发明为满足双层涂布，特别是双层帘式涂布的工艺要求，对现有底涂涂料和表涂涂料的固含量、表面张力等参数进行了调整，使所获得的涂料既可以用于常规的单层涂布方式，也可采用双层涂布，特别是双层帘式涂布完成水转印纸的制备。为确保双层帘式涂布时两层涂料的分布为底涂涂料在下层，表涂涂料在上层，且两层涂料界面清晰、无明显混料，底涂涂料的固含量需大于表
涂涂料的固含量，否则在重力作用下，表涂涂料会出现沉降，使得两种涂料出现混料，从而导致产品性能受到影响。同时，为确保表涂涂料均匀覆盖在底涂涂料之上，底涂涂料的表面张力需大于表涂涂料表面张力，否则表涂涂料容易出现收缩，无法均匀涂覆在底涂涂料之上，从而导致产品表面涂布不匀，产品性能也会受到影响。
9.优选地，所述底涂涂料与所述表涂涂料的固含量差值≥1％。
10.优选地，所述底涂涂料与所述表涂涂料的表面张力差值≥1mn/m。
11.优选地，所述底涂涂料与所述表涂涂料的流量比值为(0.8-1.2)：1。控制两层涂料流量尽可能接近，可减轻采用双层帘式涂布时两层涂料的混料程度。
12.优选地，所述底涂涂层包含以下组分：马铃薯改性淀粉、氧化剂、乳化剂、表面活性剂、流平剂和水。
13.进一步优选地，所述马铃薯改性淀粉包括磷酸酯淀粉、硫酸酯淀粉、乙酸酯淀粉、黄原酸酯淀粉、羧甲基淀粉、羟烷基淀粉中的至少一种。
14.进一步优选地，所述氧化剂包括次卤酸盐、过氧化物、过硫酸盐、重铬酸盐、高锰酸钾、高碘酸中的至少一种。氧化剂的作用在于降低淀粉粘度。
15.进一步优选地，乳化剂包括伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐、季铵盐型阳离子表面活性剂中的至少一种。乳化剂的作用在于抑制淀粉老化结块。
16.进一步优选的，所述底涂涂料的固含量为4-10％，氧化剂的质量为底涂涂料绝干量的0.1-1％，乳化剂的质量为底涂涂料绝干量的0.1-1％；表面活性剂的质量为底涂涂料绝干量的2-5％，流平剂的质量为表涂涂料绝干量的3-6％。底涂涂料降温至25-35℃时的粘度为100-200mpa.s，表面张力为20-26mn/m；涂布量控制在5-7g/m2，不压光或者轻压，得到的底涂涂层的厚度为6
±
2μm。在底涂涂料中，以涂料中淀粉与水的比例近似作为固含量，以淀粉的含量近似作为绝干量。
17.优选地，所述表涂涂料包含以下组分：玉米改性淀粉、表面活性剂、流平剂和水。
18.进一步优选地，所述玉米改性淀粉包括酸改性淀粉、环糊精、麦芽糊精中的至少一种。
19.进一步优选地，所述表涂涂料的固含量为3-9％，表面活性剂的质量为表涂涂料绝干量的3-7％，流平剂的质量为表涂涂料绝干量的5-10％。表涂涂料降温至25-35℃时的粘度为30-100mpa.s，表面张力为20-25mn/m；涂布量控制在3-5g/m2，不压光，得到的表涂涂层的厚度为4
±
2μm。在表涂涂料中，以涂料中淀粉与水的比例近似作为固含量，以淀粉的含量近似作为绝干量。
20.在所述底涂涂料和表涂涂料中，所述表面活性剂为阴离子型或非离子型表面活性剂，其作用在于降低涂料表面张力；所述流平剂包括有机硅类、丙烯酸酯类、聚氨酯类中的至少一种，其作用在于增加涂料流平性，促进涂料稳定均匀成帘。
21.优选地，所述涂料还包括背涂涂料；所述背涂涂料包含以下组分：玉米改性淀粉和水。
22.进一步优选地，所述玉米改性淀粉为氧化淀粉、酶转化淀粉中的至少一种。
23.进一步优选地，所述背涂涂料的固含量为10-20％，所述背涂涂料降温至25-35℃时的粘度为1-20mpa.s；涂布量控制在1-2g/m2，不压光。
24.本发明还提供了一种水转印纸的制备方法，包括以下步骤：
25.将上述涂料中的底涂涂料和表涂涂料涂布于原纸正面，形成底涂层和表涂层；
26.所述涂布的方式选自单层狭缝涂布、单层挤压涂布、单层坡流涂布、单层帘式涂布、双层狭缝涂布、双层挤压涂布、双层坡流涂布或双层帘式涂布。
27.优选地，所述涂布的方式为双层帘式涂布。
28.优选地，所述制备方法还包括将背涂涂料涂布于原纸背面的步骤。
29.相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
30.本发明通过调整底涂涂料和表涂涂料的固含量、表面张力等性能参数，克服了传统底涂涂料和表涂涂料在采用双层帘式涂布方式进行原纸涂布时施工效果较差的缺陷，能够有效保障所制得水转印纸的产品质量。当采用双层帘式涂布方式进行施工时，能够在水转印原纸上经一次上机便完成底涂层、表涂层和背涂层三个涂层的涂布工作。首先，底涂层和表涂层采用双层帘式涂布方式涂布，一个模头可完成两个涂层涂布，简化了涂布设备，降低生产成本。其次，由于所采用双层帘式涂布方式为非接触式涂布，避免了其他涂布方式造成设备与纸面直接接触造成刮痕，粗糙等影响产品使用性能的缺陷；还有利于提高车速，将生产车速从行业平均水平不超过200m/s，提高到500m/s，从而大幅提高生产效率、降低生产成本。
具体实施方式
31.为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例仅为本发明的优选实施例，对本发明要求的保护范围不构成限制作用，任何未违背本发明的精神实质和原理下所做出的修改、替代、组合，均包含在本发明的保护范围内。
32.以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
33.实施例1-5
34.制备实施例1-5中水转印纸的各涂料组成如表1-2所示。实施例1-5中水转印纸由下到上分别为逐层分布的背涂层、原纸、底涂层和表涂层。
35.表1底涂、表涂和背涂涂料中各原料的重量份数
[0036][0037]
表2底涂、表涂和背涂涂料中各原料的种类
[0038][0039]
实施例1-5中水转印纸的制备方法如下所示：
[0040]
底涂涂料的制备：
[0041]
(1)将水和马铃薯改性淀粉混合均匀，加入氧化剂和乳化剂，得到混合液a；
[0042]
(2)将步骤(1)中得到的混合液a进行搅拌、加热、保温，其中，加热的温度为90℃，保温的时间为60min，得到糊状涂料b；
[0043]
(3)将步骤(2)中得到的糊状涂料b进行第一次降温，降温至50℃，加入表面活性剂和流平剂，搅拌均匀，进行第二次降温，降温至30℃，得到底涂涂料。
[0044]
表涂涂料的制备：
[0045]
(1)将水和玉米改性淀粉混合均匀，得到玉米改性淀粉混合液；
[0046]
(2)将步骤(1)中得到的玉米改性淀粉混合液进行搅拌、加热、保温，加热的温度为90℃，保温的时间为30min，得到糊状涂料c；
[0047]
(3)将步骤(2)中得到的糊状涂料c进行降温，降温至30℃，加入表面活性剂和流平剂，搅拌均匀，得到表涂涂料。
[0048]
背涂涂料的制备：
[0049]
(1)将水和玉米改性淀粉混合均匀，得到玉米改性淀粉混合液；
[0050]
(2)将步骤(1)中得到的玉米改性淀粉混合液进行搅拌、加热、保温，加热的温度为95℃，保温的时间为30min，得到糊状涂料d；
[0051]
(3)将步骤(2)中得到的糊状涂料d进行降温，降温至30℃，得到背涂涂料。
[0052]
涂布与烘干：
[0053]
采用辊式涂布将背涂涂料涂布于原纸背面，背涂涂料涂布量控制在2g/m2，采用双
层帘式涂布方式将底涂涂料和表涂涂料涂布于原纸正面，底涂涂料涂布量控制在6g/m2，表涂涂料涂布量控制在4g/m2；经烘干处理，制得水转印纸。
[0054]
对比例1
[0055]
本对比例提供一种水转印纸，其组成与制备方法与实施例3基本相同，区别之处仅在于：对比例1的底涂涂料中马铃薯改性淀粉的用量为5重量份。
[0056]
对比例2
[0057]
本对比例提供一种水转印纸，其组成与制备方法与实施例3基本相同，区别之处仅在于：对比例2的表涂涂料中表面活性剂的用量为0.12重量份。
[0058]
对比例3
[0059]
本对比例提供一种水转印纸，其组成与制备方法与实施例3基本相同，区别之处仅在于：对比例3的表涂涂料中不含流平剂。
[0060]
产品效果测试
[0061]
对实施例1-5、对比例1-3中水转印纸及其所用涂料进行性能测试，测试结果如表3所示。
[0062]
测试方法和标准：涂料粘度采用旋转式粘度计检测，涂料检测温度控制在30℃。涂料表面张力采用表面张力仪检测，涂料检测温度控制在30℃。涂布量采用涂料固含量(以涂料中淀粉与水的比例近似作为固含量)、流量、车速、幅宽数据，计算得出准确理论数值。涂料流平性采用肉眼直观评测，流平性好涂料成帘均匀，流平性差帘上出现明显条痕。脱膜时间和纸面粗糙度采用gb/t 29283-2012《水转移印花底纸》国标检测方法进行。涂布均匀性采用肉眼直观评测。
[0063]
表3实施例和对比例的性能测试结果
[0064][0065]
根据表3结果可见，相比于对比例1-3，实施例1-5中所制得水转印纸的产品质量更高。
[0066]
由对比例1可知，若底涂涂料的固含量小于表涂涂料的固含量时，产品脱膜时间长
达50s，超过实施例脱膜时间2倍以上，严重影响产品质量和使用效率。原因在于表涂涂料固含量高于底涂涂料固含量，造成涂料在干燥前，由于受重力影响，表层涂料发生沉降，两层涂料发生部分混料，对产品脱膜时间造成不利影响。
[0067]
由对比例2可知，当表涂涂料的表面活性剂用量减少时，会使得其表面张力大于底涂涂料，表层涂料不能均匀涂覆在底层涂料之上，纸面出现大量收缩斑点，产品不合格。
[0068]
由对比例3可知，由于表涂涂料粘度低，流平性差，两层涂料之间混料程度加大，帘上出现明显条痕，涂布纸面横幅涂布不匀、有规律厚料线，造成最终涂布产品脱膜时间较正常产品延长约10s以上，影响产品质量。
[0069]
上面对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。