隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們生活水平的提高,涂布紙的用量不斷提高,涂布紙的應(yīng)用范圍及用途越來(lái)越廣泛,如包裝、掛歷、精美印刷品、商標(biāo)、禮品等。這主要是由于涂布紙有著其他紙品無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。涂布紙的性能主要取決于涂料,涂料的主要成分是顏料和膠粘劑,由于對(duì)涂布性質(zhì)的要求及涂布設(shè)備的不同,其配用比例也各不相同,這兩種成分的比例,一般顏料占75%~90%,膠粘劑占10%~25%,下面就膠粘劑的分類、作用、性質(zhì)及其制備等做一些簡(jiǎn)單介紹。
1. 膠粘劑的分類
膠粘劑一般分兩大類:一類是天然產(chǎn)物,例如變性淀粉、干酪素、豆酪素、動(dòng)物膠等。在天然的膠粘劑當(dāng)中應(yīng)用最多的是變性淀粉,它有質(zhì)量穩(wěn)定和價(jià)格便宜的特點(diǎn)。另一類是合成膠料常用的有丁苯膠乳、羧基丁苯膠乳、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯等。在合成膠粘劑中應(yīng)用最多的是羧基丁苯膠乳和聚丙烯酸酯乳液,前者乳液穩(wěn)定性稍差,且易反黃,后者質(zhì)量較為穩(wěn)定,但相對(duì)價(jià)格較高。
一般來(lái)講,一種膠粘劑難以達(dá)到所要求的涂料粘度及使用濃度,所以,一般是兩種或兩種以上膠粘劑混合使用。混合使用時(shí)要注意膠粘劑之間的相互影響。一般膠粘劑分為蛋白質(zhì)系統(tǒng)的膠粘劑和淀粉(碳水化合物)系統(tǒng)的膠粘劑,用系統(tǒng)內(nèi)的,彼此適應(yīng)性較好。對(duì)于合成樹脂膠乳,一般是干酪素比淀粉有較好的適應(yīng)性,但近年來(lái)也出現(xiàn)了與淀粉適應(yīng)性好的膠乳。在通常的涂料配方中,多是將兩類粘合劑配合使用,即所謂“雙組分”系統(tǒng)粘結(jié)劑,以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn),從而獲得能滿足印刷和使用要求的良好涂層。
2. 膠粘劑的性質(zhì)和作用及使用應(yīng)滿足的條件
2.1 性質(zhì)
膠粘劑的性質(zhì)應(yīng)對(duì)顏料的粘結(jié)能力要強(qiáng),否則造成白度、不透明度的降低,其次與顏料的適應(yīng)性要好,并且要保證涂層具有適當(dāng)?shù)奈裕m當(dāng)?shù)乃苄裕蕴岣邏汗庑Ч?/p>
2.2 作用
1)作為顏料的載運(yùn)體,使顏料具有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性。
2)作為顏料的膠體保護(hù)劑。
3)作為顏料和顏料以及顏料與原紙的結(jié)合劑。
4)在涂布紙印刷的時(shí)候,控制印刷油墨的吸收性。
3. 常用的幾種粘合劑性能
3.1 淀粉膠粘劑
一種白色粉末,主要是從玉米、白薯、馬玲薯和小麥中提取,它沒有粘合性能,淀粉要起到膠粘作用,必須在水中分散形成一種顆粒狀懸浮液進(jìn)行熬制膠狀分散體,熬制后的形式即通常所說(shuō)的糊化淀粉。用作膠糊劑的淀粉在制備時(shí)要求固含量25%~35%。
3.5 聚乙烯醇
用堿或酸水解聚乙烯醋酸酯制得的高分子聚合物,簡(jiǎn)稱PVA,水解的羧基聚代醋酸基的程度,稱為水解度。水解度越高,其水溶性越低。根據(jù)水解度的不同,聚乙烯醇分成冷溶及熱溶聚乙烯醇兩個(gè)品級(jí)。涂布上多使用水解度為98%的熱溶產(chǎn)品。它為白色至淡色的碎屑狀物,比重為1.19~1.27。
3.2.1 聚乙烯醇的特點(diǎn)
1)易成膜,油墨光澤良好。
2)與顏料的結(jié)合力強(qiáng),膠粘劑用量少。
3)白度高,不易褪色。
4)不易發(fā)霉,能耐油脂
其缺點(diǎn)是耐水性差,涂料流動(dòng)性也差。
3.3 羧基丁苯膠乳
其優(yōu)點(diǎn)在于能降低涂料粘度,適當(dāng)降低涂布紙的挺度,有利于進(jìn)一步加工和具有良好的印刷適性。它是目前應(yīng)用最廣泛的涂布印刷紙用膠粘
劑,一般與改性淀粉、干酪素等輔助膠粘劑配合使用,能得到流動(dòng)性、施膠性滿意和成紙性能優(yōu)良的涂料。
3.4 聚丙烯酸酯
丙烯酸酯膠乳和丁苯膠乳、聚酯酸乙烯在外觀和膠乳性質(zhì)上基本相似,具有很好的剪切穩(wěn)定性、粘度低、膜耐折、柔韌等。其印刷性幾乎不受涂布量的影響,并在每一涂布下都顯示優(yōu)越的印刷性,即提高涂布紙的表面平滑度,也改善了涂布紙的可壓縮性,可見使用丙烯酸酯膠乳可提高印刷質(zhì)量、油墨吸收性,增加印刷光澤度。
4. 膠粘劑的制備
4.1 干酪素的溶解
溶解干酪素是在一個(gè)具有攪伴器和蒸汽管加熱或夾套加熱的溶解鍋中進(jìn)行,為了使堿酸用量減少,可先將干酪素用冷水浸漬,使顆粒潤(rùn)脹,并換水1~2次,以除去其中的殘酸。將浸后的干酪素放入溶解鍋中,并加入一定量水緩慢通氣,使溫度達(dá)到45~50℃,逐一加入所需的堿,進(jìn)一步升溫到60~65℃,維持到顆粒完全溶解為止,全程溶解時(shí)間40~60min.
4.2 聚乙烯醇的溶解
溶解時(shí)將聚乙烯醇加入到冷水中,用水量為其重量的5~10倍,混合均勻后,攪拌并加熱,溫度控制在80~90℃,待其完全溶解后冷卻,若聚合度太高,可加入少量次氯酸鈉溶液以使之氯化降解。
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