[发明专利]一种改善纸张表面印刷适应性的涂层制备方法

说明书

一种改善纸张表面印刷适应性的涂层制备方法，它涉及纸张表面改性技术。它要解决现有纸张表面涂布改性方法存在使用成分多、成本高、工艺复杂以及轻量化程度低的问题。方法：将高分子靶材与铜靶一起磁控溅射在衬底材料表面上制备过渡层；高分子靶材和Ti靶的双靶共溅射，沉积TiO₂/(CH)t复合涂层，即完成。本发明采用高分子靶材与Ti靶共置于真空磁控等离子溅射腔体内，在Ar粒子轰击下实现纸张表面均匀致密的复合涂层沉积；制备过程无须使用抗水剂、荧光剂等助剂，工艺简便，易操作，明显改善了纸张表面的印刷适应性，且在纸张满足印刷适性要求下实现纸张更高程度的轻量化，具有重要的环保价值与社会意义。本发明适用于纸张表面改性。

技术领域

本发明涉及纸张表面改性技术。

背景技术

纸张作为信息的载体，其印刷适性在信息的表达、传递过程中是极为重要的。纸张表面的涂布技术是提高其印刷适性的主要途径，它通过改善纸张的表面结构来改进纸张表面的光学性能、提高纸张表面平滑度及吸墨性能，进而提高纸张的印刷适性。传统的涂布技术大都是借助人工或机械方法，在纸张表面涂布具备适当流变性的物质。因此，涂布材料必需具备良好吸墨性、细度、白度的同时而兼具流动性。为达到上述性能，涂布材料往往成分都较为复杂。如，保证吸墨性及粘合性的明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素等，保证抗水性能的抗水剂脲醛(UF树脂)、三聚氰胺树脂(MF树脂)、碳酸锆盐等，保证涂层无气泡的消泡剂，保证涂层均布性的润滑剂等等。可见，传统涂布过程不易控制，涂层不易均布，且涂料中含有大量的污染物质。更为重要的是，涂层的粒度较大，再现图像信息时的分辨率低，不清晰。原因是当油墨接触到涂层粒子时，会向内部扩散，当粒子较大时，油墨扩散严重干燥速度慢，油墨不能及时被吸收，继而在纸张表面发生混合扩散，形成颜色的交错分布，降低分辨率致使图像模糊。

涂布纸最早是由美国新泽西洲的约·华尔德仑公司于1850年开始生产的，当时是用作壁纸。1894年，世界上出现了第一台生产涂布纸的设备。轻涂纸是20世纪50年代初登上市场的。近几十年，涂布技术的发展主要是研究并开发涂层的颜料、胶粘剂和其他助剂，以满足信息传递对涂布纸越来越高的印刷适性的需求，以及涂布纸轻量化要求。此外，全球涂布纸需求量年均增长7.8％，而轻涂纸年均增长率22.3％，可见涂布纸的轻量化是重要的发展方向。轻量化显然符合节能环保的世界发展主题。

发明内容

本发明目的是为了解决现有纸张表面涂布改性方法存在使用成分多、成本高、工艺复杂以及轻量化程度低的问题，而提供一种改善纸张表面印刷适应性的涂层制备方法。

一种改善纸张表面印刷适应性的涂层制备方法，它按以下步骤进行：

一、将衬底材料置于磁控溅射真空室中的样品台上，将高分子靶材与铜靶粘结在一起并置于磁控溅射真空室的靶位上，抽真空，然后进行磁控溅射20～30min，在衬底材料表面上制备过渡层；

二、进行1～3次的高分子靶材和Ti靶的双靶共溅射，即在上述过渡层上沉积得到TiO₂/(CH)t复合涂层，完成改善纸张表面印刷适应性的涂层制备；

磁控溅射高分子靶材工艺参数：工作气体为纯度≥99.999％的氩气，沉积速率为10～150nm/min，工作气压0.4～0.7Pa、基靶间距为6～12cm，功率密度3.5W/cm²～10.0W/cm²；

双靶共溅射工艺参数：工作气体为纯度≥99.999％的氩气，沉积速率为10～150nm/min，工作气压0.4～0.7Pa、基靶间距为6～12cm、双靶功率密度比为0.5～2.5。

本发明的优点是：

1、本发明利用聚丙烯添加纳米级Si材料，采用特定固化工艺制备了耐溅射的高分子靶材，与共溅射制备TiO₂/(CH)t复合涂层进行纸张表面改性方法；制备过程无须使用抗水剂、荧光剂等助剂，成分简单、成本低，工艺简便，易操作。