生物膠乳對(duì)彩噴紙性能的影響

鄒 娟 林 濤

(陜西科技大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院,陜西省造紙技術(shù)及特種紙品開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安,710021)

?

生物膠乳對(duì)彩噴紙性能的影響

鄒 娟 林 濤

(陜西科技大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院,陜西省造紙技術(shù)及特種紙品開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安,710021)

生物膠乳以?xún)r(jià)格低廉、低碳環(huán)保、能夠替代石化膠乳制備性能優(yōu)良的涂料等優(yōu)勢(shì)被應(yīng)用于造紙工業(yè)中。將生物膠乳不同比例替代聚乙烯醇并應(yīng)用于彩噴紙底涂和面涂涂料中,分析了其對(duì)彩噴紙物理性能(如白度、不透明度、表面粗糙度、光澤度等)及印刷性能(如油墨吸收性等)的影響。結(jié)果表明,生物膠乳的加入可提高彩噴紙的白度、不透明度、光澤度、表面粗糙度、油墨吸收性等,降低緊度、耐破度、表面強(qiáng)度等性能。生物膠乳在底涂和面涂涂料中的替代率分別為60%和40%時(shí),彩噴紙性能最佳。

生物膠乳；聚乙烯醇；彩噴紙

彩色噴墨打印紙(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“彩噴紙”)是紙張深加工的產(chǎn)物,是通過(guò)對(duì)普通印刷用紙表面進(jìn)行特殊涂布處理制得的,其既能吸收水性油墨又能使墨滴不向周邊擴(kuò)散,從而可較好地還原圖片的色彩和清晰度。隨著人們研究的不斷深入,彩噴紙已在廣告制作、辦公自動(dòng)化、婚紗攝影、CAD效果圖、遙控測(cè)繪、印刷打樣等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前,國(guó)產(chǎn)彩噴紙質(zhì)量不低于進(jìn)口產(chǎn)品,但市場(chǎng)價(jià)格比進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品低20%～50%。因此,國(guó)產(chǎn)彩噴紙具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步研究具有重要意義。

彩噴紙專(zhuān)用膠黏劑是一種與顏料同樣重要的涂布化學(xué)品。聚乙烯醇是一類(lèi)性能優(yōu)異的彩噴紙涂布膠黏劑[1-2]。截至目前,彩噴紙中使用的膠黏劑大都是聚乙烯醇。但從彩噴紙開(kāi)發(fā)初期就提出,聚乙烯醇成本昂貴[3]。因此,人們一直希望找到理想的替代品[4-5]。生物膠乳是以淀粉為原料的一種新型紙張涂布膠黏劑,其以成本低廉、低碳環(huán)保,可部分或全部替代合成膠黏劑等優(yōu)異性能,逐漸被應(yīng)用于造紙領(lǐng)域,其親水性特性正好滿(mǎn)足彩噴紙涂層的親水性要求[6-10]。但目前還未見(jiàn)關(guān)于生物膠乳應(yīng)用于彩噴紙涂料中的報(bào)道。

本研究將生物膠乳不同比例替代聚乙烯醇,并應(yīng)用于彩噴紙底涂和面涂涂料中,對(duì)彩噴紙的白度、平滑度、光澤度、表面粗糙度、油墨吸收性、表面強(qiáng)度等性能進(jìn)行分析[11],綜合以上分析結(jié)果,以確定彩噴紙涂料中生物膠乳的最佳替代率。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原料

靜電復(fù)印紙(定量70 g/m2,白度81.2%,不透明度100%,2次軟輥壓光后不透明度90.3%),廣東天章信息紙紙品有限公司提供；生物膠乳,課題組自制,性能指標(biāo)見(jiàn)表1；聚乙烯醇1788,青島優(yōu)索化學(xué)科技有限公司提供；研磨碳酸鈣(GCC,粒徑≤2 μm的顆粒占比為93%),國(guó)內(nèi)某公司提供；輕質(zhì)碳酸鈣(PCC,粒徑≤1.2 μm的顆粒占比為95%),國(guó)內(nèi)某公司提供；彩噴紙專(zhuān)用高嶺土(粒徑≤8 μm的顆粒占比為70%),國(guó)外某公司提供；彩噴紙專(zhuān)用SiO2(粒徑≤7 μm的顆粒占比為82%),國(guó)外某公司提供；羧甲基纖維素(CMC),天津市福晨化學(xué)試劑廠(chǎng)提供；聚丙烯酸鈉(分析純),天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司提供；硬脂酸鈣(分析純),天津市大茂化學(xué)試劑廠(chǎng)提供；熒光增白劑(OBA,黃色粉末),江西洛特化工有限公司提供；聚二烯丙基二甲基氯化銨 (Poly-DADMAC),國(guó)內(nèi)某公司提供；消泡劑,國(guó)內(nèi)某公司提供。

表1 生物膠乳常規(guī)性能指標(biāo)

注 生物膠乳的黏度于25℃下測(cè)量。

表2 涂料配方

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

IKA RW20型攪拌器,艾卡儀器設(shè)備有限公司；MXD-E1100型實(shí)驗(yàn)室高速分散機(jī),上海沐軒實(shí)業(yè)有限公司；YLJYE-100型恒溫水浴鍋,北京科偉永興儀器有限公司；P70D23N1P-G5(WO)型微波爐,格蘭仕微波爐電器有限公司；LVDV2+型黏度計(jì),美國(guó)BROOKFIELD；AA-GWR250型涂料保水度儀,美國(guó)Kaltec；DC-BKP10000A型別克式平滑度分析儀,四川長(zhǎng)江造紙儀器有限責(zé)任公司；GMB型光澤度儀,杭州輕通儀器開(kāi)發(fā)公司；PHS-3C 型酸度計(jì),上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；YQ-2-28型印刷適性分析儀,四川長(zhǎng)江造紙儀器有限責(zé)任公司；WS-SD型白度計(jì),溫州儀器儀表有限公司；YM-20型油墨吸收性測(cè)定儀,長(zhǎng)春市紙張?jiān)囼?yàn)機(jī)廠(chǎng)；K303型刮棒涂布機(jī),RK Print Coat Instruments Ltd 公司；TDR-9070A型恒溫干燥箱,陜西天美科學(xué)儀器有限公司；TD19-A型上光干燥機(jī),咸陽(yáng)通達(dá)輕工設(shè)備有限公司；LCA型壓光機(jī),DT PAPER SCIENCE；DC-NPYS1200型電腦測(cè)控耐破度儀,四川長(zhǎng)江造紙儀器有限公司；DC-HJY03型電腦測(cè)控厚度緊度儀,四川省長(zhǎng)江造紙儀器廠(chǎng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 涂料的制備及涂料性能測(cè)試

表2為彩噴紙底涂和面涂的涂料配方。涂料的具體制備過(guò)程：向顏料中加分散劑,并高速分散30～60 min,隨后加入一定量的膠黏劑及其他添加劑,高速分散一段時(shí)間,制得底涂涂料和面涂涂料。制得的涂料為米白色液體。稱(chēng)取3～4 g涂料,于105℃的恒溫干燥箱中干燥至質(zhì)量恒定,測(cè)得涂料的固含量；室溫下,采用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)涂料黏度；采用保水度儀測(cè)涂料的失水值,從而分析涂料保水值。

1.3.2 涂布

在實(shí)驗(yàn)室涂布機(jī)上進(jìn)行刮棒涂布。采用不同的底涂及面涂涂料對(duì)原紙進(jìn)行涂布,每次均進(jìn)行單面1次涂布,總涂布量控制在15～16 g/m2。

1.3.3 干燥及壓光

涂布完成后,對(duì)彩噴紙進(jìn)行熱風(fēng)干燥一定時(shí)間,然后再放入50℃恒溫干燥箱中干燥10 s,取出壓平,然后置于實(shí)驗(yàn)室自然干燥。

在50℃、6 MPa的條件下,對(duì)干燥至90%以上的彩噴紙進(jìn)行2次軟輥壓光處理。

1.3.4 涂布紙性能測(cè)試

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 456—2002、GB/T 8941—2007、GB/T 1543—2005、 GB/T 8940—2002、GB/T 131—2006、 GB/T 451.3—2002、GB/T 12911—1991、 GB/T 22365—2008等對(duì)彩噴紙的各項(xiàng)物理性能進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

將生物膠乳不同比例替代聚乙烯醇,研究了生物膠乳對(duì)涂料性能(如固含量、黏度、保水值等)和彩噴紙性能(如白度、不透明度、光澤度、表面粗糙度、油墨吸收性、表面強(qiáng)度等)的影響,以確定生物膠乳的最佳替代率。

2.1 生物膠乳對(duì)涂料性能的影響

生物膠乳對(duì)涂料性能的影響如表3所示。聚乙烯醇黏度高,用其很難制備得到高固含量的涂料,而生物膠乳為低黏度膠黏劑,它的加入使涂料黏度顯著降低,利于制備高固含量的涂料,從而適應(yīng)現(xiàn)代涂布要求。保水度儀通過(guò)壓力作用測(cè)得涂料的失水值,而失水值與保水值呈反比[12]。涂料的保水值受膠黏劑、涂料pH值等諸多因素的影響[13]。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程在保證其他條件不變的基礎(chǔ)上,僅改變了膠黏劑中生物膠乳的替代率,以分析生物膠乳的加入對(duì)涂料保水性能的影響。結(jié)果顯示,隨生物膠乳替代率的增大,涂料失水值下降,即保水值升高。因此,生物膠乳的加入能夠提高涂料保水值。進(jìn)而推斷,生物膠乳的保水性能優(yōu)于聚乙烯醇。

表3 涂料性能

2.2 生物膠乳對(duì)彩噴紙白度的影響

生物膠乳對(duì)彩噴紙白度的影響如圖1所示。從圖1可以看出,當(dāng)生物膠乳僅用于底涂涂料時(shí),底涂替代率低于20%時(shí),成紙白度隨生物膠乳替代率的增大而提高,底涂替代率達(dá)20%以上時(shí),生物膠乳替代率對(duì)成紙白度影響不大,其中底涂替代率為40%對(duì)應(yīng)的成紙白度最高。當(dāng)生物膠乳僅用于面涂涂料時(shí),成紙白度隨生物膠乳替代率的增大逐漸提高,面涂替代率為60%對(duì)應(yīng)的成紙白度最高。當(dāng)生物膠乳同時(shí)用于底涂和面涂涂料中時(shí),由于涂料間各成分的遷移以及多種因素的協(xié)同作用使成紙白度不隨生物膠乳替代率的增大呈規(guī)律變化。以上結(jié)果表明,生物膠乳對(duì)彩噴紙的白度有一定影響。涂布后,彩噴紙白度顯著高于原紙白度的主要原因在于涂料中的熒光增白劑和生物膠乳中TiO2的作用。TiO2和熒光增白劑是涂料配方中最常用的2種添加劑,用以提高紙品的白度和亮度。熒光增白劑主要是通過(guò)對(duì)二苯乙烯的作用來(lái)增白紙張。在干燥過(guò)程中,生物膠乳隨水分遷移,并與熒光增白劑結(jié)合,作為熒光增白劑的載體,減少其遷移,從而提高增白效果[14]。TiO2的加入使顆粒間產(chǎn)生一定距離,提高光散射效率,從而達(dá)到提高白度的作用[15]。

圖1 生物膠乳對(duì)彩噴紙白度的影響

2.3 生物膠乳對(duì)彩噴紙不透明度的影響

生物膠乳對(duì)彩噴紙不透明度的影響如圖2所示。已知原紙經(jīng)2次軟輥壓光后不透明度為90.3%。從圖2可以看出,生物膠乳對(duì)彩噴紙不透明度的影響在面涂涂料中效果更為顯著,將生物膠乳不同比例替代聚乙烯醇后,彩噴紙不透明度均顯著高于全聚乙烯醇涂料的彩噴紙。當(dāng)?shù)淄刻娲实陀?0%時(shí),面涂替代率相同的彩噴紙不透明度變化不大；但面涂替代率不同,彩噴紙不透明度略有不同,且隨面涂替代率的增大,彩噴紙不透明度提高。當(dāng)?shù)淄刻娲矢哂?0%時(shí),面涂替代率對(duì)彩噴紙不透明度影響顯著,其中,面涂替代率為60%時(shí),彩噴紙不透明度最高。加入生物膠乳后,彩噴紙不透明度顯著提高的主要原因在于生物膠乳制備過(guò)程中加入了TiO2作為功能添加劑,使生物膠乳具有一定的覆蓋能力,而聚乙烯醇溶液是透明液體。因此,在涂料制備過(guò)程中,將生物膠乳替代部分聚乙烯醇必然使涂料的覆蓋能力提高。

圖2 生物膠乳對(duì)彩噴紙不透明度的影響

2.4 生物膠乳對(duì)彩噴紙光澤度的影響

生物膠乳對(duì)彩噴紙光澤度的影響如圖3所示。根據(jù)GB/T 21301—2007噴墨打印紙國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),75°光澤度在11%～54%范圍內(nèi)的紙張為亞光紙。由圖3可知,本實(shí)驗(yàn)所用涂料配方及涂布工藝操作條件下制得的彩噴紙樣品的75°光澤度均在28%以下,屬于亞光紙。當(dāng)生物膠乳僅用于底涂涂料中,且替代率分別為20%和60%時(shí),涂布紙的光澤度與全聚乙烯醇涂料的涂布產(chǎn)品相近。當(dāng)生物膠乳同時(shí)用于面涂和底涂涂料中時(shí),由于各成分間的協(xié)同作用,膠黏劑在涂層中不均勻分布,整體情況更為復(fù)雜。2種膠黏劑的占比不同,涂料中各成分排列結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變,不同膠黏劑用量及類(lèi)型都會(huì)使涂層孔結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,最終使得涂層結(jié)構(gòu)、孔隙結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能不同。總體來(lái)說(shuō),生物膠乳加入之后所得的彩噴紙仍然是亞光紙,未對(duì)其光澤度造成非常明顯的影響。

圖3 生物膠乳對(duì)彩噴紙光澤度的影響

2.5 生物膠乳對(duì)彩噴紙表面粗糙度的影響

生物膠乳對(duì)彩噴紙表面粗糙度的影響如圖4所示。由圖4可知,當(dāng)生物膠乳僅用于底涂涂料時(shí),隨生物膠乳替代率的增大,彩噴紙的表面粗糙度均有不同程度的增大。當(dāng)生物膠乳僅用于面涂涂料時(shí),彩噴紙表面粗糙度隨生物膠乳替代率的增大呈先上升后下降的趨勢(shì)；比較發(fā)現(xiàn),面涂替代率為60%時(shí)對(duì)應(yīng)的彩噴紙粗糙度最低,且低于全聚乙烯醇的彩噴紙。當(dāng)生物膠乳同時(shí)用于底涂和面涂涂料中時(shí),面涂替代率為60%時(shí),彩噴紙表面粗糙度最低。當(dāng)生物膠乳部分替代聚乙烯醇時(shí),生物膠乳與聚乙烯醇在涂料中協(xié)同作用,在底涂涂料中,顏料比表面積大且呈片狀堆積,利于形成平整的表面。但是,生物膠乳的粒徑范圍大于聚乙烯醇,隨著生物膠乳替代率的增大,膠粒分布于顏料孔隙、顏料表面及各成分之間,較大的生物膠乳膠粒堆積在表面使涂層粗糙度增大；在面涂涂料中,SiO2比表面積大且呈自由堆積狀,形成的涂層表面本身就較為粗糙,聚乙烯醇不利于充分填充表面的孔隙,而較大粒徑的生物膠乳膠?？商畛溆陬伭峡紫逗皖伭项w粒之間,并使涂料中各成分連接在一起,恰好提高了涂層表面的平整度,并且面涂涂料中加之膠黏劑用量(55 g)大于底涂涂料(膠黏劑用量50 g),更多的膠粒填充于不平整的表面。當(dāng)生物膠乳的替代率為60%時(shí),膠粒的分布恰好使涂層的表面整飾性更好,彩噴紙表面粗糙度更低。

圖4 生物膠乳對(duì)彩噴紙PPS表面粗糙度的影響

2.6 生物膠乳對(duì)彩噴紙緊度的影響

生物膠乳對(duì)彩噴紙緊度的影響如圖5所示。從圖5可以看出,經(jīng)過(guò)2次軟輥壓光后,全聚乙烯醇彩噴紙的緊度接近1.12 g/cm3。將生物膠乳不同比例替代聚乙烯醇后,成紙緊度不同程度降低。當(dāng)生物膠乳僅用于底涂涂料中時(shí),隨著生物膠乳替代率的增大,成紙緊度整體呈下降趨勢(shì)。當(dāng)生物膠乳僅用于面涂涂料中時(shí),隨生物膠乳替代率的增大,成紙緊度先降低后升高。當(dāng)生物膠乳同時(shí)用于底涂和面涂涂料中,且面涂替代率為60%、底涂替代率為80%時(shí),成紙緊度略高于全聚乙烯醇紙樣。生物膠乳的黏結(jié)性能低于聚乙烯醇,將其替代部分聚乙烯醇應(yīng)用于彩噴紙涂料之后,其對(duì)涂料中各成分的黏結(jié)效果低于全聚乙烯醇,使得成紙緊度降低。涂料中生物膠乳替代率不同使得成紙涂層孔結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,孔隙率、松厚度等隨之改變,導(dǎo)致成紙緊度變化無(wú)規(guī)律。

圖5 生物膠乳對(duì)彩噴紙緊度的影響

2.7 生物膠乳對(duì)彩噴紙耐破度的影響

生物膠乳對(duì)彩噴紙耐破度的影響如圖6所示。由圖6可知,當(dāng)生物膠乳僅用于底涂涂料中時(shí),隨生物膠乳替代率的增大,彩噴紙耐破度下降。當(dāng)生物膠乳僅用于面涂涂料中時(shí),彩噴紙的耐破度均有所降低,生物膠乳替代率為40%時(shí)的彩噴紙耐破度相對(duì)降低得最少。當(dāng)生物膠乳同時(shí)用于底涂和面涂涂料中時(shí),底涂替代率為80%、面涂替代率為20%時(shí)的彩噴紙耐破度最高。由于生物膠乳的黏結(jié)強(qiáng)度低于聚乙烯醇,因此生物膠乳的加入使得彩噴紙的耐破度降低。但整體來(lái)說(shuō),面涂替代率為40%以下時(shí),均不會(huì)對(duì)彩噴紙質(zhì)量產(chǎn)生較大的不利影響。

圖6 生物膠乳對(duì)彩噴紙耐破度的影響

2.8 生物膠乳對(duì)彩噴紙表面強(qiáng)度的影響

生物膠乳對(duì)彩噴紙表面強(qiáng)度的影響如圖7所示。由圖7可知,將生物膠乳不同比例替代聚乙烯醇會(huì)使彩噴紙表面強(qiáng)度整體呈下降趨勢(shì)。當(dāng)生物膠乳僅用于底涂涂料中時(shí),隨生物膠乳替代率的增大,彩噴紙的表面強(qiáng)度先下降后逐漸升高,其中當(dāng)生物膠乳替代率為40%時(shí),彩噴紙表面強(qiáng)度最低。當(dāng)生物膠乳僅用于面涂涂料時(shí),生物膠乳替代率對(duì)彩噴紙表面強(qiáng)度影響較大,替代率為20%時(shí),彩噴紙的表面強(qiáng)度顯著高于全聚乙烯醇的彩噴紙。當(dāng)生物膠乳同時(shí)用于底涂和面涂涂料中時(shí),面涂替代率為20%的彩噴紙表面強(qiáng)度較高,整體優(yōu)于其他幾組涂布產(chǎn)品。生物膠乳黏結(jié)性能次于聚乙烯醇,因此生物膠乳替代聚乙烯醇后,涂層表面強(qiáng)度下降。涂布紙表面強(qiáng)度主要取決于底涂,面涂對(duì)其表面強(qiáng)度影響較小。面涂涂料中生物膠乳替代20%的聚乙烯醇后彩噴紙表面強(qiáng)度有所增大,這是由于生物膠乳對(duì)涂層起到了一定的覆蓋作用,大量的聚乙烯醇使涂料充分黏結(jié)在一起,生物膠乳與聚乙烯醇形成良好的協(xié)同作用,表面強(qiáng)度提高。繼續(xù)增大生物膠乳替代率,聚乙烯醇用量降低,黏結(jié)強(qiáng)度下降,涂層強(qiáng)度隨之下降。整體來(lái)說(shuō),底涂替代率為80%以下,彩噴紙表面強(qiáng)度均較好,不會(huì)產(chǎn)生掉毛、掉粉現(xiàn)象,也不會(huì)對(duì)印刷品產(chǎn)生較大影響。

圖7 生物膠乳對(duì)彩噴紙表面強(qiáng)度的影響

2.9 生物膠乳對(duì)彩噴紙油墨吸收性的影響

油墨吸收性(Y)由公式：Y=100%×(Y0-Y1)/Y0+Yk計(jì)算得到,其中Y0為試樣涂油墨前表面綠光反射因數(shù),Y1為試樣涂油墨后墨跡中心區(qū)域綠光反射因數(shù),Yk為油墨修正系數(shù),用以消除油墨批次間的差異。油墨吸收性是彩噴紙的一項(xiàng)重要指標(biāo),過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響印刷品質(zhì)量。陳健文[16]指出,彩噴紙的油墨吸收性在40%～60%為較理想的范圍,在該范圍內(nèi)適當(dāng)提高油墨吸收性可使印刷品圖像效果更佳。生物膠乳對(duì)彩噴紙油墨吸收性的影響如圖8所示。從圖8可看出,將生物膠乳不同比例替代聚乙烯醇能夠不同程度地提高彩噴紙的油墨吸收性。當(dāng)生物膠乳僅用于底涂涂料中時(shí),彩噴紙的油墨吸收性先提高后略有降低,生物膠乳替代率為40%時(shí),彩噴紙油墨吸收性最佳。當(dāng)生物膠乳僅用于面涂涂料中時(shí),其替代率為20%時(shí),彩噴紙油墨吸收性最佳。當(dāng)生物膠乳同時(shí)用于底涂和面涂涂料時(shí),仍然是面涂替代率為20%的彩噴紙油墨吸收性整體較佳。面涂涂料不變,隨底涂替代率的不同,彩噴紙油墨吸收性變化較為顯著。油墨吸收性提高的主要原因是生物膠乳是以淀粉為原料,經(jīng)改性制得的一種新的黏結(jié)性、流平性等性能優(yōu)良的紙張涂布膠黏劑,其親水特性有利于水性油墨的吸收和定著。其次,生物膠乳中加入了微量TiO2作為功能添加劑,TiO2本身是一種白色顏料,加入生物膠乳中,可提高涂層孔隙率,進(jìn)一步提高油墨吸收性,且利于油墨定著。

圖8 生物膠乳對(duì)彩噴紙油墨吸收性的影響

3 結(jié) 論

生物膠乳是以淀粉為原料制成的一種不同于一般淀粉膠黏劑的獨(dú)特液體,其以膠粒粒子形式分散在水溶液中,可形成膠乳穩(wěn)定分散體系。將生物膠乳不同比例替代聚乙烯醇并用于彩色噴墨打印紙(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“彩噴紙”)涂料中,分析了其對(duì)涂料性能及彩噴紙物理性能的影響。

3.1 將生物膠乳不同比例替代聚乙烯醇可提高涂料固含量和保水值,降低涂料黏度。

3.2 隨生物膠乳替代率的增大,彩噴紙的白度、不透明度、光澤度、表面粗糙度、油墨吸收性提高,緊度、耐破度、表面強(qiáng)度降低。

3.3 綜合成紙強(qiáng)度、印刷適性、光學(xué)性能及其他物理性能,生物膠乳在底涂涂料中替代率為60%、面涂涂料中替代率為40%時(shí),既能保證成紙質(zhì)量又能降低生產(chǎn)成本,提高涂料性能。生物膠乳可作為膠黏劑應(yīng)用于彩噴紙涂料中。

[1] 劉 晶. 陽(yáng)離子聚乙烯醇的制備及其在彩噴紙中的應(yīng)用研究[D]. 天津： 天津科技大學(xué), 2011: 9.

[2] John R, Boylan. Using polyvinyl alcohol in ink-jet printing paper[J]. TAPPI Journal, 1997, 80(1)： 68.

[3] 邢明霞. 淀粉型彩噴紙專(zhuān)用黏合劑的應(yīng)用[J]. 杭州化工, 2011, 41(2)： 27.

[4] 危志斌, 尤 芳, 劉 超, 等. 使用生物膠乳代替丁苯膠乳能有效降低涂布紙生產(chǎn)成本[J]. 造紙化學(xué)品, 2013, 25(1)： 24.

[5] Gao ShanShan, Song XiaoMing,Chen FuShan, et al. Heterogenous Reactions between Starch and AKD under Solvent-free Conditions[J]. Paper and Biomaterials, 2016, 1(2)： 27.

[6] 任清淵, 韓 君, 王益平. 生物膠乳在造紙涂布中的應(yīng)用研究[J]. 造紙化學(xué)品, 2013, 25(4)： 10.

[7] Steven Bloembergen, Do I Lee, Ian J McLennan, et al. Process for Producing Biopolymer Nanoparticle Biolatex Compositions Having Enhanved Performance Andcompositions Based Thereon: US, 2010/0143738 Al[P]. http://www.drugfuture.com/eppat/patent.asp.

[8] Steven Bloembergen, Okemos M I. Methods of Using Biobased Latex Binders for Improve Printing Performance: US, 2012/0263894 A1[P]. http://www.drugfuture.com/eppat/patent.asp.

[9] Andre Marcel Helbling, Michael Robert Hills, Friederike Theresia, et al. Use of Starch Dispersions as Binder in Coating Compositions and Process for Preparing the Starch Dispersions: US, 2005/0061203 A1[P]. http://www.drugfuture.com/eppat/patent.asp.

[10] Liu JinGang, Wang JiaFu, Du YanFen, et al. Preparation of Ultrafine Starch Particle and its Application in Paper Coating[J]. Paper and Biomaterials, 2017, 2(1)： 26.

[11] Glittenberg D, Voigt A, Becker A. Latex Replacement by Starch-Modern Starch Technology Offers Possibility to Save Costs and Improve Quality at the same Time[C]//2007 TAPPI Coating and Graphic Arts Conference. 2007.

[12] 逄錦江, 趙傳山, 韓文佳. 涂料保水值測(cè)量及其對(duì)涂料性能和成紙性能的影響[J]. 江蘇造紙, 2009(4)： 26.

[13] 畢衍金, 顏曉鶯. 涂料保水性的影響因素及改進(jìn)措施[J]. 華東紙業(yè), 2011, 42(2)： 42.

[14] 顧麗麗, 臧永華, 劉澤華. 生物膠乳部分取代羧基丁苯膠乳對(duì)銅版紙性能的影響[J]. 紙和造紙, 2015, 34(1)： 50.

[15] BLOEMBERGEN S, VANEGDOM E, WILDI R, et al. Biolatex Binders for Paper and Paperboard Applications[J]. Journal of Pulp and Paper Science, 2012, 36(3/4)： 151.

[16] 陳健文. 彩色噴墨打印紙的特點(diǎn)及影響其打印效果的主要因素[J]. 湖南造紙, 2003(1)： 14.

(責(zé)任編輯：陳麗卿)

Effects of Biolatex Binders on the Properties of Color Ink-jet Printing Paper

ZOU Juan*LIN Tao

(CollegeofLightIndustryScienceandEngineering,ShaanxiProvinceKeyLaboratoryofPapermakingTechnologyandSpecialtyPaper,ShaanxiUniversityofScience&Technology,Xi’an,ShaanxiProvince, 710021) (*E-mail： 18292001816@163.com)

Biobased latex (biolatex) has been used as adhesive in papermaking industry, due to its advantages of low cost and environmental friendly. The biolatex can be the substitute for petrochemical-based latex used in paper and paperboard coatings preparation. The objective of this study was to analyze the physical properties of color ink-jet printing paper in which the biolatex replaced polyvinyl alcohol (PVA) in the coatings used for precoating and topcoating. In this paper, effects of biolatex on the physical properties of color ink-jet printing paper, such as brightness, opacity, PPS roughness, gloss, and ink absorption, IGT surface strength were studied. The results showed that the increase of biolatex substitution ratio resulted in higher paper brightness, opacity, gloss, PPS roughness, and ink absorption; but the paper density, bursting strength and surface strength decreased. It was also found that, the best substitution ratio of biolatex was 60% and 40% in the coatings for precoating and topcoating respectively.

biolatex; PVA; color ink-jet printing paper

2016- 08- 02

陜西省教育廳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研計(jì)劃項(xiàng)目(13JS014)。

鄒 娟,女,1991年生；在讀碩士研究生；主要研究方向：紙張涂布膠黏劑的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。 E-mail:18292001816@163.com

TS727+.5

A

1000- 6842(2017)02- 0022- 06