纸张涂料用纳米TiO2表面改性的研究

用十六酸对纳米TiO2进行表面改性,采用FT-IR、XRD、接触角及流变学等测试方法对纳米TiO2的界面性质进行了表征.分析结果表明,改性后十六酸存纳米TiO2表面形成化学吸附,改性纳米TiO2表现出较好的亲油疏水性.在有机相中能够良好分散;将改性前后的纳米TiO2分别加入到纸张涂料体系中.制得纳米TiO2复合纸张涂料,涂料流变实验表明,含改性纳米TiO2的复合纸张涂料具有较高的动态弹性模量和黏性模量.     

浅析纳米颜料粒子对涂料纸性能的影响

涂料纸涂层的颜料性质在一定程度上决定了纸张印刷适性.超细碳酸钙和研磨碳酸钙等颜料由于其品质优、价格低而广泛的应用于纸张涂料中,但是随着印刷技术的发展,对纸张性能的要求越来越高,普通涂料已经不能满足现今的印刷质量要求.将这些颜料的纳米级粒子加入纸张涂料体系中,因其粒径小、比表面积大、表面层内原子所占比例大,故可以与涂料体系中的聚合物胶黏剂充分地吸附、键合,增强粒子与涂布原纸界面黏合,得到高光泽度、高白度、高表面强度的涂布纸,并改善纸的平滑度,因而可以改善纸张涂层的印刷适性.本文结合涂料纸的质量指标,总结了纳米颜料粒子对涂料纸吸墨性、吸水性、纸张白度以及力学性能的影响.     

含有改性纳米CaCO3的纸张涂料的流变行为

以阳离子表面活性剂、偶联剂及脂肪酸为表面改性剂获得表面性能不同的3种纳米CaCO3改性产品。用透射电镜桨相关化学分析方法表征了改性纳米CaCO3的界面行为。将改性纳米CaCO3加入纸张涂料体系中,制得不同配方的纸张涂料,并对涂料的静态流动性能和动态黏弹性进行了研究。结果表明,与加入普通CaCO3的传统涂料相比,含纳米CaCO3的纸张涂料具有较高的表观黏度、动态弹性模量和黏性模量,相位角则较低。表面亲油疏水的纳米CaCO3能够很好地与胶乳、增稠剂等聚合物胶体结合,弹性模量较大;而表面亲水的纳米CaCO3所制得的纸张涂料动态黏弹性较小。     

原位生成纳米粒子技术在涂布纸涂料中的应用

根据涂布纸涂料的性能要求，结合纳米粒子的特殊性质，采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅肢体溶液并添加到涂料中。在涂料中原位生成纳米二氧化硅粒子，研究了它们在涂料中的分散性和涂料混合物的性能。以及涂布纸纸样各项指标。实验结果表明：涂料在添加纳米二氧化硅粒子后，改善了涂料的流变性；涂布纸的表面强度、平滑度得到了较好改善；有效地降低了纸张的返黄速度。     

十六酸改性纳米TiO2用作纸张复合涂料

近期,国内采用十六酸对纳米TiO2进行有机表面改性,对改性前后纳米TiO2的界面性质进行了表征,并对其纸张复合涂料的流变行为进行了研究,以期为纳米TiO2在纸张涂料中的应用提供理论基础。     

涂料添加剂及其配比对涂布纸张性能影响的研究

涂料配方的选择不仅影响涂布纸的性能,还决定涂布纸的最终质量。不同助剂的配比对涂料和纸张性能的影响也不同。本文分别对涂料固含量、保水剂、生物胶乳、分散剂等造纸助剂及纳米粒子对纸张涂料流变性和纸张性能的影响进行单因素分析。在此基础上,选取固含量、分散剂含量、纳米粒子含量进行纸张平滑度的响应面分析,在固含量55%,分散剂含量1.0%,纳米粒子含量4%的最优参数下纸张平滑度值4.32s;选取保水剂含量、生物胶乳含量、纳米粒子含量对纸张表面强度进行响应面分析,在保水剂含量0.8%,生物胶乳含量18%,纳米粒子含量4%的最优参数下纸张表面强度值1.06m/s。     

壳聚糖-蒙脱土与壳聚糖-高岭土纳米复合涂料流变性及其对纸张阻隔性能的影响

分析了不同的硅酸盐用量和搅拌速度对壳聚糖-蒙脱土和壳聚糖-高岭土纳米复合涂料流变性的影响;借助原子力显微镜(AFM)观察了涂覆这2种纳米复合涂料后白卡纸的表面形貌,并探讨了这2种涂料对纸张阻隔性能的影响。结果显示,随蒙脱土用量的增加,壳聚糖-蒙脱土纳米复合涂料的黏度增大,但当蒙脱土用量为12%时,涂料黏度下降;蒙脱土的搅拌速度越大,表观黏度对剪切速率的依赖性越大,壳聚糖-蒙脱土纳米复合涂料属于典型的非牛顿假塑性流体,表现出典型的“剪切变稀”现象。随高岭土用量的提高,壳聚糖-高岭土纳米复合涂料的黏度增加,其非牛顿性要大于壳聚糖-蒙脱土纳米复合涂料;随高岭土搅拌速度的提高,壳聚糖-高岭土纳米复合涂料出现了典型的“剪切增黏”现象。相同工艺条件下,壳聚糖-高岭土纳米复合涂料的黏度高于壳聚糖-蒙脱土纳米复合涂料。AFM结果显示,经纳米复合涂料涂布后纸张的粗糙度较原纸显著降低,且壳聚糖-蒙脱土纳米复合涂料对纸张阻隔性能的影响优于壳聚糖-高岭土纳米复合涂料。     

流变助剂对纸张涂料粘弹性能的影响

纸张涂料具有粘弹性,主要是由于其中作为流变助剂的水溶性聚合物与其他组分的相互作用引起的.不同的流变助剂对涂料的影响程度不同.本文比较了CMC(羧甲基纤维素)、PVA(聚乙烯醇)和CMS(羧甲基淀粉)对涂料粘弹性能的影响,表明CMC比PVA和CMS更能提高体系的粘弹性能,并从组分间的相互作用方面分析了它们对粘弹性能的作用机理.     

TAPPI JOURNAL 2018年第10期目次

本实验建立在之前对含淀粉乳胶涂料的流变特性和动态保水性的研究成果基础之上。前期研究表明,淀粉胶乳的流变性和动态保水性不同于传统熟化涂布淀粉。本实验采用血清置换法研究了水膨胀淀粉纳米粒子的基本性能及其胶体行为。结果表明,淀粉胶乳是由微粒和少量可溶性聚合物组成的复杂体系。提高交联度会减少可溶性组分,并降低分散黏度。实验室圆柱形涂布机形成的涂层显示,丁苯胶乳具有可塑性,在压光过程中起到润滑剂的作用,有助于提高纸张光泽度。将生物胶乳与羟乙基淀粉（接枝聚合物）交联可以提高涂料的保水性,但是低交联Bio-A的使用则会降低涂布纸的光泽度。     

纳米SiO2的分散及添加对芳纶纸性能的影响

通过正交实验探讨了分散浓度、超声时间、超声功率及分散剂用量对纳米SiO2分散性能的影响,并将纳米SiO2加入到芳纶纸中,研究了纳米SiO2的添加对纸张强度性能、紧度、介电性能及结晶性能的影响。结果表明,当纳米SiO2的分散浓度为0.1%,超声时间为30 min,超声功率为400 W,分散剂用量为2%时,分散性最好。当纳米SiO2的用量为15%时,芳纶纸具有最大的的抗张指数,为33.51 N·m/g,撕裂指数则在用量为10%时最大,为38.84 mN·m2/g。纳米SiO2的用量为15%时,纸张的耐压强度最大,为13.20 kV/mm,在实验中纳米SiO2的用量范围内,纸张的紧度基本不变。另外,相比未添加纳米SiO2的芳纶纸,加入纳米SiO2后纸张的结晶度有所降低。     

颜料窄粒径分布对涂层性能影响的研究

研究了颜料的不同粒径分布,特别是窄粒径分布对涂布纸涂层性能的影响.结果表明窄粒径分布能增加涂层性能,颜料粒子的窄粒径堆砌结构形成的湿涂布层的微粒堆积密度较小,形成更开放式的滤饼层,导致快速脱水,具有较高的湿孔隙率,较低的不动点固含量,较高的光散射系数,粒子的均一性也赋予涂层具有较好的平滑度和光泽度.     

聚丙烯酸酯在纸张涂布中的应用

纸张涂布是通过涂布颜料粒子填充、覆盖原纸凹凸不平的表面,提高纸的白度和不透明度,改善纸面的平滑性和光泽度,使纸页表面具有均匀良好的油墨吸收性,从而获得较好的适印性,得到良好的印刷效果。该文通过实验分析、对比了胶粘剂聚丙烯酸酯和干酪素在涂布过程中对涂布加工纸适印性的影响,定量研究了聚丙烯酸酯涂料的性能指标,并对其试验结果进行了理论探讨和分析。     

帘式涂布技术的研发进展

综述了帘式涂布的现状和发展趋势、特点、原理,以及它在热敏纸、低定量涂布纸、印刷纸和防护涂层纸中的应用实例。同时也介绍了流变性助剂、伸长率测试仪、DF涂布机和多层帘式涂布技术这几个新的帘式涂布的研究成果。     

改善无光泽涂布纸印刷光泽度和油墨耐摩擦性的研究

在无光泽涂布纸涂料中用滑石粉代替部分高岭土和GCC,无光泽涂布纸的透气度、光泽度、油墨湿排斥、油墨干燥性下降,但是表面强度、印刷对比度和油墨耐摩擦性得到明显提高。粒度较小的滑石粉导致更佳的平滑度、光泽度、透气度、油墨干燥性以及耐摩擦性,但也导致更低的表面强度和印刷对比度。使用涂布滑石粉能较好地解决无光泽涂布纸生产过程中为降低光泽度而大量使用微细GCC却导致印刷对比度和油墨耐摩擦性过低的问题。     

Preparation of Ultrafine Starch Particle and its Application in Paper Coating

Despite its biodegradability, adequate cohesive strength and comparatively low cost, the use of cooked starch as a paper coating binder is limited due to its high viscosity and serious negative impact on the gloss. Starch-based bio-latex with size in the nanometer or sub-micrometer range has been developed recently to overcome these shortcomings. In this study, ultrafine starch particle (UFSP) was prepared by mechanical milling using a DYNO mill in combination with light chemical pretreatment. Model coating colors containing different dosages of UFSP were applied to base paper and the properties of the coated papers were evaluated. The results showed that the UFSP was disc-shaped with a median particle diameter of 167 nm. Water retention capacity of the coating colors was improved considerably with the addition of UFSP, i.e., the water retention value decreased by nearly 40% when styrene-butadiene latex was replaced by UFSP at a dosage of 3 pph (per hundred parts of pigment). The high shear rate viscosities of the coating colors containing no more than 2 pph of USFP were similar to that of the control coating color at shear strain rate higher than 2000 s1. The properties and performances of the coated papers were comparable to the control coated paper with single synthesized latex binder. The gloss and the print gloss of paper samples with or without USFP were 59.7% and 58.2%, 79.0% and 78.8%, respectively. Surface strength of paper samples with or without USFP were 0.96 and 0.90 m/s, respectively, while the ink absorptivity values were 34% and 33%. This study demonstrates a promising approach to obtain sub-micrometer sized starch for paper coating.     

彩色喷墨打印纸的研究

介绍了彩色喷墨打印纸主要性能的检测方法,研究了彩色喷墨打印纸涂料配方中颜料的性能、胶粘剂的性能及用量对彩色喷墨打印纸主要性能的影响.研究表明,比表面积大、粒径小的二氧化硅有高的吸墨性和图像分辨率.聚乙烯醇可以提高颜色的光密度和吸墨的均匀性.     

门辊式轻涂装置的研制

文章介绍的门辊式轻涂装置是一种先进的涂布装备,该装置采用机内涂布的方式,可用于机内轻量及微量涂布。各个辊间的速差使涂料分散均匀;限压机构保证了涂布量的一致稳定;机内轻量涂布适合于开发新的涂布加工纸产品;辊式涂布的方式操作简便、投资省、适合于老纸机改造。图2参10     

光致变色涂布防伪纸及防伪性能研究

对光致变色功能材料(稀土铕配合物)在纸张涂料体系中的应用进行了系统的研究,确定了最佳涂料配方,研制开发了光致变色涂布防伪纸,并对其防伪性能从荧光发射光谱角度和相对荧光强度值方面进行了表征。     

计算机图像处理技术在纸页分析中的应用

简单介绍了计算机图像处理技术的基本原理，重点叙述了它在纸页分析中的应用，并对国内外的研究进展进行了概括。通过对它在纸页表面粗糙度、匀度、密度、填料或涂料分布、废纸脱墨效果、尘埃度、印刷打印质量、胶粘物、周期性印痕、纸幅横向收缩、局部光泽度和卷曲等方面的分析，论述了此技术在造纸工业中的应用特点，并表明其在造纸领域有良好的发展前景。     

纸张涂料流变性能的研究方法

介绍了用于分析纸张涂料流变性能的研究方法，涂料的静态流动性能和动态粘弹性分别可以用表观粘度和动态粘弹参数等物理量进行表征，并通过实验说明了测量方法和评价标准。结合表观粘度与模量参数，能够准确地衡量纸张涂料的流变性能。