硅溶胶在纸张涂布与施胶中的应用研究.doc

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1、硅溶胶在纸张涂布与施胶中的应用研究摘要：通过测定施胶和涂布后纸张的表面强度、油墨吸收性及接触角，分析了硅溶胶对施胶和涂布纸张表面强度、油墨吸收性和抗水性的影响。结果表明，随着硅溶胶用量的增加，施胶和涂布纸张的表面强度均先上升，达到最高点后下降；而油墨吸收性和抗水性均随着硅溶胶用量的增加而下降。关键词：硅溶胶；施胶；涂布；油墨吸收性；表面强度硅溶胶（SiO2·H2O）又称硅酸水玻璃，是以水为分散相的无机高分子聚偏硅酸胶体溶液，无臭无毒，有较大的比表面积，粒子本身无色透明，不影响被覆盖物的本色。硅溶胶粒径一般5～80nm，比一般乳液（粒径0.1～1

2、0m）小得多，与其他物质混合时分散性和渗透性都非常好。硅溶胶分子附着在基材和填料颗粒的表面，随着水分蒸发，SiO2·H2O粒子间脱水，形成牢固的Si—O键交联的立体网状涂膜。因此，硅溶胶有一定的成膜性。本研究主要探讨硅溶胶在纸张施胶和涂布过程中的应用，以改善纸张印刷性能。1实验1.1实验原料原纸：定量80g/m2胶版印刷纸，主要性能：表面强度219cm/s，K&N值38.9%，表面接触角93.3º（0.1s）、91.8º（1s）；硅溶胶：固含量30%，高岭土；碳酸钙；羧基丁苯胶乳；氧化淀粉；PVA：聚合度1750；油墨：K&N纸张吸收性测试油墨

3、。1.2实验仪器K303Multicoater多功能纸张涂布机；三辊压光机；M-20油墨吸收性测定仪；DAT1100型动态吸收接触角测定仪。1.3实验方法与检测1.3.1涂布应用涂料基本配方如表1所示，将所需硅溶胶溶液加入涂料中，并调节涂料固含量至50%。1.3.2施胶配方氧化淀粉用量4%；PVA用量2%；m（氧化淀粉）:m（PVA）=5:1，添加所需硅溶胶于施胶液中，调节施胶液质量分数为3%。2结果与讨论2.1硅溶胶用量对涂料黏度的影响从图1可知，添加少量硅溶胶对涂料黏度影响不大，即硅溶胶的使用对涂布或施胶过程无太大影响。2.2硅溶胶对涂布纸

4、表面强度和油墨吸收性的影响从图2可以看出，随着硅溶胶用量的增加，纸张表面强度先上升后下降，当硅溶胶用量为6%时，表面强度最大（164cm/s），故在涂布过程加入适量的硅溶胶，可以增加纸张的表面强度。从图2还可看出，随硅溶胶用量增加，纸张的油墨吸收量逐渐下降。油墨中的颜料粒子在纸上的附着是靠纸张的毛细管作用把油墨中的部分连接料吸入纸中，故纸张的油墨吸收性直接影响油墨的渗透及结膜。胶版印刷用油墨一般为合成树脂亮光快干油墨，是一种以连接料氧化结膜为主进行干燥的油墨，要求纸张的油墨吸收性小、渗透性低。凹版印刷用油墨为低黏度的挥发油墨，树脂在纸上结成墨膜

5、，所以凹版印刷纸的油墨吸收性弱些为好。凸版印刷的油墨连接料由不挥发的矿物油组成，油墨在纸上的固着主要依赖纸的吸墨性能，所以凸印用纸张应有良好的吸墨性能，使油墨能迅速在纸上附着。总之，不同印刷方法对纸张油墨吸收性的要求不同，因此在涂料中加入适量硅溶胶可改变纸张的油墨吸收性，以适应不同的印刷方法。2.3硅溶胶对涂布纸表面接触角的影响从图3可看出，随硅溶胶用量增加纸张表面接触角逐渐变小，表明纸张的抗水性逐渐下降，吸水性逐渐增大。随着水性油墨的广泛应用，在涂布过程中加入适量的硅溶胶，可改善纸张的吸水性。2.4硅溶胶对施胶纸表面强度和油墨吸收性的影响从图

6、4可以看出，随硅溶胶用量增加，表面强度先上升后下降。当硅溶胶用量达到4%时，表面强度达到最大，为180cm/s。因此，在施胶液中加入适量的硅溶胶，可以增加纸张的表面强度。此外，从图4还可看出，随硅溶胶用量的增加，纸张的油墨吸收量逐渐下降。同样，在施胶液中添加适量硅溶胶可改变纸张的油墨吸收性。2.5硅溶胶对施胶纸表面接触角的影响从图5可看出，随硅溶胶用量增加，表面施胶纸样的接触角逐渐下降，同时接触角测定时间1s比0.1s的纸样接触角要大，这对于包装纸、玻璃纸等要求有很高抗水性的纸不利；但对于使用水性油墨进行印刷的纸及卫生纸则十分有利。3结论3.1

7、在涂料中添加少量硅溶胶，对涂料黏度的影响不大。3.2在涂布和施胶过程中添加适量硅溶胶，均可改善纸张的表面强度，改善纸张的油墨吸收性，从而适应不同印刷方法对纸张的不同要求，以提高印刷质量，降低生产成本。3.3在涂布和施胶过程添加适量的硅溶胶，纸张的抗水性逐渐下降，吸水性逐渐增大，可改善纸张的吸水性。