胶粘剂用量与彩喷纸性能关系的探究.doc

胶粘剂用量与彩喷纸性能关系的探究陈蕴智,郭丽娜(天津科技大学,天津300222) 摘要:选用了特定的颜料和胶粘剂作为彩喷纸涂层的主要原料,讨论了胶粘剂的用量对彩喷纸白度、不透明度、透气度和光泽度的影响,探讨了胶粘剂用量对打印图像的色密度、清晰度的影响。关键词:涂布纸;胶粘剂;印刷性能伴随着数码影像技术的发展,喷墨打印技术的应用领域已越来越广。为了获得更逼真、更精美,能与传统冲印效果相媲美的图片,必须采用涂布的彩喷墨纸作为打印介质,才能达到预期的效果。涂布彩喷纸采用的涂料,通常由颜料、胶粘剂和阳离子添加剂3种组分组成1。每种组分对于涂料的性能都有着重要的影响。不同的胶颜配比会产生不同的涂层结构。对于每种颜料都有其最佳的胶粘剂用量,胶粘剂用量的多少会直接影响彩喷纸的各项性能2。本文研究了不同的胶颜比对彩喷纸性能的影响,配置了胶颜比不同的涂料,对涂布后的纸张性能的检测,从而得到胶颜比对彩喷纸性能的影响规律。1实验1.1材料二氧化硅(SiO2):山西天一纳米有限公司,型号507E,平均粒径7m,比表面积252.1m2/g,孔容1.71.8mL/g,pH值57。胶粘剂:醇解度88%,低粘度的PVA-1788。分散剂:六偏磷酸钠(Na-PO3),含量(以P2O5计)65%70%,天津北方天医化学试剂厂。消泡剂:天津大宇造纸厂自制。原纸:DoubleA打印纸,定量80g/m2,白度为102.47%,不透明度为94.35%,pps粗糙度为5.51m,光泽度6.2%。1.2涂料的配制颜料的分散:先将蒸馏水和分散剂一起加入到高速搅拌机的容器中搅拌10min,使分散剂在水中很好地分散。再将二氧化硅缓慢地加入到正在搅拌的蒸馏水中,待颜料完全润湿后提高搅拌速度,使颜料充分地在水中分散。胶粘剂的准备:配制质量分数为20%的胶粘剂溶液。将聚乙烯醇粉末缓慢加入到25左右的蒸馏水中,搅拌1520min,待聚乙烯醇完全润胀后放到水浴中逐渐升温至96(升温的同时一直搅拌),保温3040min,直至溶液均一透明。可以加入0.5%的消泡剂(相对胶粘剂的用量)去除气泡。涂料的配置:按照不同的胶颜比配置固含量为24%的涂料。混合过程中先以低速搅拌一段时间,再提高搅拌速度充分搅拌,使涂料成为均匀的分散体系。因搅拌过程中会带入空气形成的气泡,一般会加入0.5%的消泡剂。涂料性质的测定:使用NDJ-79型旋转式粘度计,选择合适的转子,测定涂料粘度。1.3涂布加工在实验室条件下,在专业钢制涂布板上,用刮刀手涂,进行单面一次涂布。涂布量控制在810g/m2左右。涂布后的纸张要放平、自然晾干。每涂布一张纸,要对刮刀和涂布板进行清洗并擦干。使用实验室多用途压光机对干燥后的涂布纸进行压光,温度控制在70左右,压力4MPa。1.4成纸物理性能检测对涂布纸的白度、不透明度、光泽度、吸收性、透气度进行检测。1.5成纸打印性能检测将选好的涂布纸在恒温恒湿条件下平衡24h后,利用EPSONSTYLUSPHOTO1270彩色喷墨打印机进行打印性能测试样张打印。样张主要包括:7个30mm60mm的100%实地Y,M,C,K,R,G,B色块;白色背景上一行字号为12的黑色文本;白色背景上直径为0.5mm的Y,M,C,K4色实地圆点;宽度为0.1mm的Y,M,C,K横纵线条。1)X-RiteColorReflection反射式密度计测量打印纸样上的实地色块密度和灰阶密度。2)利用DiRactorTMpixraPro600ES显微镜拍摄印刷品(0.1mm黑线条,直径为0.7mm的四色墨点,文本字母e)的显微镜放大图片,放大40倍,利用ImageProPlus6.0软件处理,计算打印图像的清晰度,主要包括墨点圆度、线条扩散程度和文本面积。2结果和讨论2.1涂料性能检测胶粘剂用量对涂料粘度的影响见表1。随着胶粘剂用量的增加,涂料的粘度急剧上升,尤其在胶颜比达到30:100时,粘度更大,涂料的流动性变差,不利于涂布。2.2成纸物理性能的检测2.2.1表面强度胶粘剂用量对表面强度的影响见图1。随着胶粘剂用量的增加,涂布纸的表面强度逐渐增加,这主要是由于胶粘剂的增加,颜料粒子之间的粘结力也增强,这使得压光对粒子的移动和定向排列倾向减弱3,因此涂布纸表面的强度上升。2.2.2白度、不透明度胶粘剂用量对白度和不透明度的影响见图2,可以看出,涂布纸的不透明度先下降后上升,白度逐渐下降。这主要是由于胶粘剂用量的增加使得涂层的孔隙结构发生了改变,这样光散射就发生变化4,纸张的白度和不透明度就相应地改变。2.2.3吸收性胶粘剂用量对吸收性的影响见图3。随着胶粘剂用量的增加,吸水性增长较快6。这主要是因为随着胶粘剂的增加,涂料的粘度升高幅度大,使得涂布过程中涂布量较大,吸收性增强。2.3胶粘剂用量对彩喷纸色密度的影响涂布纸样的各色密度随着涂料中胶粘剂用量的增加而降低,见图4。可见,507E纸样对墨水的吸收性受胶粘剂用量影响很大7,当胶粘剂用量达到一定用量后,涂布纸的密度会有较大的降低。2.4胶粘剂用量对彩喷纸清晰度的影响胶粘剂用量对喷墨打印清晰度的影响见表2。可以看出,CMYK各色的墨点圆度变化不是很大,纵向线条比横向线条扩散小,胶颜比不同时,颜料与胶粘剂混合形成的涂层结构不同,其吸收性不同8。当纸样的吸收性好时,线条的线宽和面积扩散较大;纸样的吸收性较差时,线条的线宽和面积扩散较小。3结论为了满足涂布纸张印刷性能,涂层首先应该具有一定的强度,胶粘剂的加入保证了涂料的表面强度。但是,增加胶粘剂的用量对好几个涂布性能有负面效应。对于本实验所采用的507E来讲,随着PVA用量的增加,涂布纸的白度逐渐降低,不透明度则先下降后升高,吸收性显著增大,这主要是因为涂料的粘度随着PVA的增加而大幅升高产生的,因此,认为507E与PVA以15:100的比例混合配制涂料更好。参考文献:1颜进华,等.涂层的BET表面积对喷墨打印纸打印性能的影响J.中华纸业,2007,(11):31-33.2郭义,冯明仕,等.丁苯胶乳用量对涂料及涂布纸性能的影响J.造纸化学品,2007,(2):44-46.3刘烨,陈蕴智.不同PVA对涂布彩色喷墨打印性能的影响J.包装工程,2007,28(1):37-