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无碳复写纸中胶黏剂的研究

                                         无碳复写纸中胶黏剂的研究
         张杨,郭徽,王耀   ( 河南银鸽实业投资股份有限公司,河南漯河462000 )
    摘要:研究了不同用量的胶黏剂对无碳复写纸CF 涂料以及成纸指标的影响并确定了木薯淀粉与羧基丁苯胶乳的最佳质量比为2: 1。当木薯淀粉与羧基丁苯胶乳的最佳质量比为2: 1 时,不仅能满足无碳复写纸CF 涂料黏度和成纸显色指标,而且能提高成纸的表面强度。
    关键词:胶黏剂; 无碳复写纸; 黏度; 表面强度
    无碳复写纸CF 涂料主要由颜料,胶黏剂,显色剂等组成。其中胶黏剂是无碳复写纸CF 涂料中的重要组成部分,它虽然在涂料中的比例不大,但却是不可或缺的成分,其对无碳复写纸CF 涂料及成纸性质有着重大影响。在涂料中,胶黏剂可以使彼此松散的颜料粒子之间产生粘结力,并在涂于纸张后能使颜料与原纸牢固结合。作为颜料的介质和保护剂,可以使涂料更稳定且具有适当的流动性以利于涂布。它还可以调节图层对油墨的吸附性。
    常用的胶黏剂有改性淀粉、羧基丁苯胶乳、和聚乙烯醇( PVA) 等。PVA 的粘结力最大,是羧基丁苯胶乳的二倍,淀粉的四倍。其成膜性好,保水性也好。但是PVA 黏度大,成本高,易受酸、碱的影响,并且容易使高岭土发生凝聚现象。羧基丁苯胶乳具有良好的粘结力和抗水性,且制得的成纸平滑度高,有良好的印刷适应性和良好的油墨吸收性。但丁苯胶乳也存在流动性、稳定性差和pH 值低于6 时发生沉淀等缺点。淀粉虽然粘结力较PVA 和羧基丁苯胶乳低,但其保水性好且不会形成薄膜。本文主要研究三种胶黏剂对无碳复写纸的影响[1]- [3]。   1 ·实验[4]   1. 1 仪器与设备
    DJ1C - 90 增力电动搅拌器,江苏金坛市江南仪器厂; NDJ - 5S 数显粘度计,上海方瑞仪器有限公司;J - IGT350 印刷适应性测定仪,四川长江造纸仪器有限责任有限公司。DRK - 103B 白度颜色测定仪,济南德瑞克有限公司; FA - 202D 全数控小型涂膜机,干燥器,上海弗安企业发展有限公司;
    1. 2 原料与试剂
    高岭土,茂名科技有限公司; 煅烧高岭土,山西金洋煅烧高岭土有限公司; 轻质碳酸钙; 木薯淀粉,河南漯河恒瑞化工有限公司; 显色剂,济宁高科有限公司;羧基丁苯胶乳,上海高桥- 巴斯夫有限公司; 抗水剂,郑州市华麟化工有限公司; CMC( 羧甲基纤维素钠) ,东阿县华艺食品添加剂有限公司; ( PVA) 聚乙烯醇,山西三维集团股份有限公司。
    1. 3 实验方法
    ( 1) 将颜料( 分成100 份) 加入含有一定量分散剂的水中用高速分散机高速分散50min。
    ( 2) 然后分别依次加入不同比例( 相对于颜料)的胶黏剂。
    ( 3) 按顺序依次加入显色剂、抗水剂、CMC 等。最后定容( 涂料固含量为25%) 调pH 至8. 5 左右[5]。将所制得好的涂料用15mm 刮棒在涂膜机上进行涂布,然后将涂布好的纸放入135℃干燥器中烘2min 左右取出即得CF 纸样。
    1. 4 性能指标检测   按GB /T16797 - 2008《无碳复写纸》国家标准的规定对纸样进行显色密度的检测; 按GB /T22365 -2008《纸和纸板印刷表面强度的测定》国家标准的规定对纸样进行表面强度的检测。涂料粘度按GB /T22235 - 2008《液体粘度的测定》国家标准的规定进行检测。
    2· 实验结果与讨论
    2. 1 胶黏剂对涂料和成纸指标的影响
    
    从图1 中可以看出,PVA 对CF 涂料粘度的影响最大,木薯淀粉次之,羧基丁苯胶乳对涂料的影响最小,随着用量的增加,涂料粘度几乎不变不变。
     
    从图2 中可以看出,随着胶黏剂用量的添加,三种胶黏剂都能使成纸的表面强度增加。PVA 的影响最大,羧基丁苯胶乳次之,木薯淀粉的影响最小。这是因为PVA 的粘结力比羧基丁苯胶乳、木薯淀粉的粘结力好,而羧基丁苯胶乳的粘结力比木薯淀粉的好。
     
    从图3 中可以看出,随着胶黏剂用量的增加,木薯淀粉有利于成纸的显色。而PVA 和羧基丁苯胶乳对成纸的显色有抑制作用,且PVA 的抑制作用较羧基丁苯胶乳的大。这是因为PVA 的成膜性比羧基丁苯胶乳要好,抑制了成纸的显色。
    综上所述,结合生产实际情况和纸张物理要求等因素,确定使用木薯淀粉和羧基丁苯胶乳作为涂料的胶黏剂为宜。
    2. 2 确定胶黏剂的最佳比例
    
    从表1 中可以看出,随着木薯淀粉与羧基丁苯胶乳的质量比的降低,涂料粘度越来越小,成纸显色密度逐渐降低,成纸耳朵表面强度逐渐增加。因此,综合生产成本和质量要求。确定木薯淀粉与羧基丁苯胶乳的最佳质量比为2: 1。
    3 ·结论
    ( 1) 对比使用不同胶黏剂对无碳复写纸CF 涂料以及成纸性能指标的影响,确定了木薯淀粉与羧基丁苯胶乳在无碳复写纸中使用的可行性。
    ( 2) 探讨了木薯淀粉与羧基丁苯胶乳在使用过程中的最佳比例,得出木薯淀粉与羧基丁苯胶乳的最佳比例位2: 1,可以在保证无碳复写纸CF 涂料黏度和成纸显色的前提下,有效地提高成纸表面强度,满足客户使用要求。
参考文献
[1]刘映尧,陈港,唐爱民,等. 涂料性能对无碳复写纸质量的影响[J]. 造纸科学与术,2004,23( 5) : 42 - 44.
[2]王松林,张仿仿,陈夫山,等. 交联木薯淀粉的制备及其应用[J]. 纸和造纸术,2013,32( 3) : 53 - 57.
[3]李志谦,管菅,何兆秋. 丁苯胶乳在造纸工业中的应用[J]. 西南造纸,2004,33( 1) : 51.
[4] 张杨. 无碳复写纸中颜料的研究[J]. 湖北造纸,2014( 3) : 1 - 2.
[5]周清,区汉国. 浅析PH 值对无碳复写纸CF 涂料及成纸质量的影响[J]. 山东化工,2012.


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