Analiza wpływu nanometrycznych cząstek na właściwości powlekanego papieru
Jesteśmy dużą firmą poligraficzną w Shenzhen w Chinach. Oferujemy wszystkie publikacje książkowe, drukowanie książek w twardej oprawie, drukowanie książek w oprawach papierowych, notes w twardej oprawie, druk książek w czasopismach, druk książek książkowych, drukowanie broszur, opakowań, kalendarzy, wszelkiego rodzaju PCV, broszur produktowych, notatek, książek dla dzieci, naklejek, wszystkiego rodzaje specjalnych produktów do drukowania w kolorze papieru, karty do gry itd.
Aby uzyskać więcej informacji prosimy odwiedzić
http://www.joyful-printing.com. Tylko ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
email: info@joyful-printing.net
Właściwości pigmentowe powlekanej powłoki papierowej w pewnym stopniu określają drukowność papieru. Pigmenty takie jak ultradrobny węglan wapnia i mielony węglan wapnia są szeroko stosowane w powłokach papierowych ze względu na ich wysoką jakość i niską cenę. Jednak wraz z rozwojem technologii drukowania wymagania dotyczące wydajności papieru stają się coraz wyższe, a zwykłe powłoki nie są w stanie sprostać dzisiejszym wymaganiom. Wymagania dotyczące jakości druku. Nanocząstki tych pigmentów dodaje się do papierowego układu powlekającego, a ze względu na ich mały rozmiar cząstek, dużą powierzchnię właściwą i duży udział atomów w warstwie powierzchniowej, można je wystarczająco adsorbować i związać z klejem polimerowym. w systemie powłokowym. Cząstki wzmacniające są spajane z powlekanym papierem bazowym w celu uzyskania powlekanego papieru o wysokim połysku, wysokiej białości i wysokiej wytrzymałości powierzchniowej, a gładkość papieru jest poprawiona, polepszając w ten sposób nadającą się do drukowania powłokę papierową. W niniejszym artykule przedstawiono wpływ cząstek nanopigmentujących na absorpcję atramentu, absorpcję wody, białość i właściwości mechaniczne powlekanych papierów w połączeniu ze wskaźnikiem jakości powlekanego papieru.
Pierwszy. Wprowadzenie
Badania nanomateriałów są obecnie gorącym tematem w badaniach nad materiałami. Odpowiedni rozwój nanotechnologii jest uznawany za najbardziej obiecującą dziedzinę badawczą w XXI wieku. Nanocząsteczki mają wyjątkowo małe rozmiary cząstek, dużą powierzchnię właściwą, wysoką energię powierzchniową i aktywność chemiczną, i mogą produkować funkcjonalnie specjalne produkty, które różnią się od ogólnych substancji molekularnych.
Obecnie zagraniczne badania nad poprawą wydajności powłok skupiają się bardziej na kształcie cząstek pigmentu w powłokach, poprawie właściwości powierzchni i wpływie dodatków na działanie całej powłoki. Zgodnie z tendencją badawczą nanoprodukty mogą być przygotowywane jako dodatki i cząstki wypełniacza do powłok papierowych w celu przygotowania nano-powłok o specjalnych funkcjach, co znacznie poprawia właściwości papieru powlekanego papieru.
Po drugie, wskaźnik jakości powlekanego papieru i jego powłoki
Jakość papieru można podsumować w następujący sposób: jakość wyglądu, podstawowe właściwości fizyczne, właściwości mechaniczne, właściwości optyczne i właściwości chemiczne. Wykorzystanie papieru jest inne, a wymagania jakościowe są inne.
1. Wskaźnik jakości powlekanego papieru
W przypadku papierów powlekanych, omawiając ich wskaźniki jakości, zwykle odnoszą się one do papierów ściśle związanych z działaniem i celem przetwarzania powłok. Wskaźniki te są ściśle związane z jakością drukowania papieru powlekanego, w tym z gładkością, bielą i połyskiem. Stopień, nieprzezroczystość, wytrzymałość powierzchni, podatność tuszu i pochłanianie tuszu.
Gładkość określa szczelność kontaktu między powlekanym papierem a tuszowaną płytą drukarską lub offsetową powierzchnią koca w chwili nadruku i jest ważnym czynnikiem wpływającym na to, czy transfer tuszu jest kompletny, a obraz jest czysty. Wysoka gładkość powlekanego papieru ułatwia formowanie jednolitej i gładkiej folii z tuszem, a także oszczędza zużycie atramentu. Białość jest szczególnie ważna w drukowaniu wielokolorowym, ponieważ biel jako neutralny ton eliminuje niepożądaną interferencję, którą może poddać każdy pigment pigmentowy, nadając wydrukowi lepszy odcień i poprawiając wrażenie wizualne. Krycie jest głównym czynnikiem decydującym o tym, czy powleczony papier daje wydruk po wydrukowaniu. W tych samych warunkach drukowania, im większe krycie papieru powleczonego, tym mniejsze prawdopodobieństwo, że wydruk zostanie wyprodukowany. Wytrzymałość powierzchni powlekanego papieru odnosi się do siły wiązania między cząstkami powłoki i między powłoką a papierem bazowym. Odzwierciedla to zdolność papieru powlekanego do przeciwdziałania rozszczepianiu atramentu podczas procesu drukowania. Jeśli wytrzymałość powierzchni powlekanego papieru nie jest wysoka, podczas drukowania Powłoka może utknąć w tuszu, a białe plamy na powierzchni papieru, w których powinien znajdować się tusz, będą miały wpływ nie tylko na jakość drukowanych materiałów, ale także na jakość druku. również powoduje błąd drukowania. Papier do drukowania musi mieć określoną zdolność pochłaniania atramentu, ale jeśli pojemność absorpcyjna atramentu jest zbyt duża, spowoduje to, że wydruk będzie nudny, a nawet spowoduje zjawisko przesunięcia lub kredowania; jeśli pojemność absorpcyjna atramentu jest zbyt mała, prędkość suszenia tuszu zostanie wydłużona, co może doprowadzić do zabrudzenia zadrukowanej powierzchni.
2. Wskaźnik jakości powlekanej powłoki papierowej
Głównym celem obróbki powłok jest poprawa działania papieru bazowego poprzez pokrycie papieru bazowego i poprawienie jakości drukowania. Dlatego jakość powłoki odgrywa decydującą rolę w tym, czy papier powlekany może uzyskać oczekiwaną jakość druku. Powlekanie papieru jest wysoko skoncentrowaną ciekłą dyspersją składającą się z pigmentów, klejów i wody. Pigment jest najważniejszym składnikiem powłok. Jego główną funkcją jest poprawa gładkości powlekanego papieru, poprawa absorpcji atramentu, poprawa białości powłoki, nieprzezroczystość, połysk i poprawienie wyglądu papieru. Wpływ pigmentu na strukturę powłoki odzwierciedla się głównie w wewnętrznej geometrii cząstek pigmentu. Wskaźniki wydajności obejmują głównie kształt, rozmiar i rozkład cząstek, współczynnik załamania i białość.
Głównym efektem pigmentu na właściwości optyczne powlekanego papieru jest to, że im wyższa białość i współczynnik załamania pigmentu, tym wyższa biel i nieprzezroczystość powlekanego papieru. W przypadku tego samego rodzaju pigmentu zmniejszenie wielkości cząstek jest korzystne dla polepszenia połysku powlekanego papieru. Stopień i biel. Głównym wpływem pigmentu na gładkość papieru powlekanego jest: Pigment w kształcie płatka lub tarczy ma moc krycia, co jest korzystne dla poprawy gładkości. W przypadku tego samego rodzaju pigmentu zmniejszenie wielkości cząstek jest korzystne dla poprawy gładkości. Główne efekty pigmentów na chłonność i wytrzymałość powierzchni powlekanych farb papierniczych to: Nieregularność kształtu pigmentu, wielkość i rozkład pigmentu określają porowatość powłoki i ilość kleju wymaganą do utworzenia powłoki.
Jakość powłoki odnosi się głównie do niektórych cech morfologicznych powłoki, która jest zwykle określana jako struktura powłoki, głównie obejmująca dystrybucję składników w powłoce wewnętrznej i na powłoce, rozkład objętości mikroporów i wielkość porów w produkcie. powłoka. Oraz grubość, szczelność, chropowatość powierzchni itp. Powłoki. Rozkład składników w strukturze powłoki faktycznie dotyczy głównie rozkładu kleju. Klej jest rozprowadzany w strukturze utworzonej przez pigment i istnieje różnica w rozkładzie stężenia w różnych położeniach powłoki. Jednakże, ponieważ ilość dodatków w powłoce jest mała, nie ma znaczenia, aby badać jej rozkład w powłoce.
Po trzecie, zastosowanie nanomateriałów w powlekaniu papieru
Zastosowanie nanotechnologii do przetworzonych powłok papierowych może poprawić właściwości optyczne papieru, poprawić właściwości reologiczne powłok i poprawić odporność na starzenie powłok papierowych.
Ponieważ rozmiar cząstek nanomateriału jest mały, właściwości optyczne papieru można znacznie poprawić, a jego nieprzezroczystość jest wysoka. Na przykład tlenek glinu w nanoskali nanosi się na powłokę jako nanocząstkę pigmentu. Ponieważ rozmiar cząstek jest mały, a rozkład wielkości cząstek jest wąski, można go zapewnić jako czysty kolor białego materiału, co poprawia powlekanie w papierze. Biel papieru poprawia połysk papieru. Ponadto niektóre nanomateriały mogą również wytwarzać specjalne efekty optyczne. Na przykład, gdy występuje rozpraszanie, kolor powlekanego papieru zmienia się pod kątem obserwacji, dzięki czemu można go zastosować do produkcji powłok o specjalnych zastosowaniach. Przetwarzanie papieru.
Nakładanie nanocząstek na powłokę może poprawić właściwości reologiczne powłoki. Ze względu na specjalny efekt powierzchni i efekt wielkości kwantowej, nanocząstki mogą kontrolować wydajność wielkości cząstek, wartość pH i potencjał Z eta powłoki w celu uzyskania powłoki o wysokim stężeniu, ale niskiej lepkości. Ponadto proszek cząstek nanopigmentu jest wyjątkowo drobny, co jest bardzo korzystne dla polepszenia stabilności materiału powlekającego, a w dużej mierze można uniknąć występowania opadów, delaminacji i tym podobnych. Dodatek nanocząstek do powłok papierowych, dzięki silnemu działaniu chroniącemu przed promieniowaniem UV, może znacznie poprawić odporność na starzenie powłok papierowych, powodując znacznie mniejszy stopień starzenia się papieru z powodu ekspozycji na światło. Jeśli jednak chcesz uzyskać najlepszy efekt ekranowania UV, rozmiar nanocząsteczek nie jest tak mały, jak to możliwe, ale ma pewien zakres wymagań. Na przykład, zgodnie ze wzorami Ranikemiton i Weber, ditlenek tytanu anatazu ma wielkość cząstek w zakresie od 70 do 180 nm, a powłoka ma najlepszą zdolność rozpraszania światła ultrafioletowego.
Po czwarte, wpływ nanocząstek pigmentu na właściwości powlekanego papieru
Stwierdzono, że dodatek cząstek nanopigmentu do formulacji pigmentu o lepszych właściwościach powlekania polepsza właściwości powłoki, w tym lepkosprężyste właściwości powłoki, wytrzymałość powierzchni powłoki, właściwości absorpcji wody przez powłokę i właściwości mechaniczne. Właściwości optyczne papieru itp.
1. Wpływ nanocząstek pigmentu na pochłanianie tuszu i absorpcję wody przez powlekany papier Po dodaniu nanokomponentów, wytrzymałość powierzchni powłoki jest oczywiście polepszona, a absorpcja tuszu i absorpcja wody są zmniejszone. Wskazuje to, że powłoka jest ulepszona dzięki dodaniu nanokomponentów. Siła wiązania każdego składnika jest wypełniona drobnymi porami w powłoce, co powoduje mniejszą chłonność tuszu i absorpcję wody.
Głównym czynnikiem wpływającym na chłonność powlekanych farb papierowych jest porowata struktura powłoki. Z powodu zmiany kleju w powłoce, struktura porów, wielkość porów i rozkład wielkości porów powłoki zmieniają się, powodując zmiany w chłonności tuszu. Ponadto, czynniki takie jak szczelność rozmieszczenia cząstek pigmentu, rozkład wielkości porów, struktura pigmentu i środek poślizgowy również mają bezpośredni wpływ na wchłanianie tuszu. Wyniki badania absorpcji atramentu wykazały, że wchłanianie tuszu wszystkich próbek zostało obniżone po dodaniu składnika nanokrzemionkowego. Oznacza to, że pory na powierzchni powłoki są wypełnione drobnymi cząstkami, średnia średnica porów jest zmniejszona, a tusz nie wnika w powłokę jako czysty papier. Stwierdzono, że im mniejsza średnia wielkość nanocząstek, tym bardziej prawdopodobne jest blokowanie mikroporów na powierzchni powłoki, a wpływ na kapilarne przenikanie ma wpływ.
Próbka dodana z nanokomponentem ma zmniejszoną masę absorpcji wody w porównaniu do powierzchni próbki, do której nie dodaje się nanoskładnika, zwiększa się szczelność struktury powierzchniowej powłoki i zmniejsza się właściwość hydrofilowa. Wynik jest podobny do zmiany chłonności tuszu, a przyczyna jest również taka sama jak mechanizmu zmniejszania wchłaniania tuszu, to znaczy absorpcja cieczy jest zmniejszona ze względu na zmniejszenie porów powłoki powierzchniowej. papier.
2. Wpływ nanocząstek pigmentu na właściwości mechaniczne powlekanego papieru
Mechaniczne właściwości powlekanego papieru objawiają się zarówno wytrzymałością wiązania pomiędzy papierem podstawowym a powłoką, jak i wytrzymałością samej powłoki. Siła wiązania między papierem bazowym a powłoką jest określona przez przywieranie składników powłoki do papieru bazowego. Mechanizm, dzięki któremu nanokomponenty poprawiają mechaniczne i drukarskie właściwości powlekanych papierów, wynikają przede wszystkim z nano-efektów charakterystycznych dla nanomateriałów, a mianowicie efektów powierzchni i efektów o niewielkich rozmiarach. Na przykład po dodaniu węglanu nano-wapnia zwiększa się wytrzymałość mechaniczna powłoki. Przyczyna tego zjawiska wynika głównie z małej wielkości cząstek, dużej powierzchni właściwej, wysokiej aktywności węglanu nano-wapnia oraz wodnych cząsteczek polimeru i pigmentów w powłoce. Cząstki mają duży obszar styku i są z nimi mocno związane, co poprawia właściwości mechaniczne powłoki.
W mieszanym systemie powłok nanocząstki, kaolin i cząstki węglanu wapnia są organicznie połączone, a odległość pomiędzy cząstkami zmniejsza się po wysuszeniu powłoki, aby utworzyć gęstą strukturę sieciową, co poprawia wytrzymałość powłoki. Ponadto, ze względu na efekt powierzchniowy nanomateriałów, to znaczy, gdy rozmiar cząstek jest zredukowany do poziomu nanometrów, liczba atomowa i pole powierzchni materiału są gwałtownie zwiększane i można je łatwo stabilizować poprzez łączenie z innymi atomami, więc że aktywność chemiczna jest wyjątkowo wysoka, a energia powierzchniowa jest odpowiednio zwielokrotniona, więc łatwo jest uzyskać silne wiązanie chemiczne z innymi cząstkami, co poprawia wytrzymałość kompozytu powlekającego.
Podstawowym warunkiem poprawy mechanicznych właściwości powłoki papierowej jest to, że nanokomponenty są równomiernie rozproszone w powłoce i powłoce, która nie tylko nie wymaga aglomeracji między nanocząstkami, ale również jest równomiernie rozprowadzana w powłoce i powłoka, inaczej stan zaglomerowany Duże cząstki mogą stać się defektami w strukturze powłoki, co niekorzystnie wpływa na właściwości powłoki, takie jak wytrzymałość powierzchni i gładkość powłoki.
Podsumowując, polepszenie mechanicznych właściwości nanokomponentów na powlekanym papierze objawia się głównie poprawą wytrzymałości samej powłoki, ale ma niewielki wpływ na wytrzymałość wiązania pomiędzy papierem podłożowym a powłoką i wytrzymałość mechaniczna papieru bazowego.
3. Stwierdzono wpływ nanocząsteczek pigmentu na białość powlekanego papieru. Pod tą samą ilością powłoki, białość każdej próbki po dodaniu nanokomponentów wynosi tylko mniej niż 1%, a niektóre nawet nieznacznie. Jest kropla. Wskazuje to, że nanokomponenty nie mają oczywistego wpływu na właściwości optyczne powłoki i nie wykazują różnic. W związku z tym nanokomponenty mają ograniczoną zdolność poprawiania białości papieru i nie mogą skutecznie poprawić białości powłoki. Przyczyną może być to, że ze względów ekonomicznych ilość nanocząstek w powłoce jest mała, a cząstki pigmentu w powłoce stanowią większość i obie są nieprzezroczystymi cząstkami. Chociaż nanocząsteczki mają dobry efekt rozpraszania światła widzialnego, są one dodawane tylko. Kiedy zostanie zwiększony do pewnego stopnia, możliwe jest znaczące oddziaływanie na biel.
Jednakże nanocząstki mają mały rozmiar cząstek i dużą powierzchnię właściwą, a nano-powłoka ma dobre właściwości pochłaniania tuszu i gładką powierzchnię, i jest korzystna dla polepszenia optycznych właściwości papieru, takich jak nieprzezroczystość, połysk i błyszczący połysk.
V. Wnioski
Nanocząstki mają szerokie możliwości zastosowania w powłokach, ale problem aglomeracji i dyspersji cząstek nanopigmentu w powłokach jest pilnym problemem do rozwiązania. Z jednej strony konieczne jest zapobieganie dalszej aglomeracji nanocząstek, az drugiej strony utrzymanie specjalnej funkcji nanocząstek w powłoce. Z obecnego trendu rozwoju technologicznego środek do modyfikacji powierzchni, taki jak środek sprzęgający, jest stosowany do obróbki nanocząstek, a adhezja międzyfazowa między nanocząstkami i innymi składnikami cząstkowymi w powłoce papierowej jest zwiększona, a następnie rozproszona przez fale ultradźwiękowe, i używana jest określona powierzchnia. Środek aktywny umożliwia nanocząsteczkom osiągnięcie zrównoważonego stanu dyspersji w ośrodku i może skutecznie rozwiązać problem łatwej aglomeracji nanocząstek.