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铜版纸是人类现代生活中不可或缺的高端纸种之一,作为高档图文传媒的一种优质载体,被广泛应用于文化和包装领域,有着久远的历史及良好的发展前景。近年来,印刷技术与印刷设备的改进和发展对纸张性能提出了更高的要求,因此极大地促进了涂布技术与涂布设备的改进和发展,涂布技术的进步又促进了涂布工艺的改进,而涂布工艺的改进包括了涂料配方的改进。涂料配方发展趋势主要是朝高固含、高碳酸钙、低胶粘剂配比的方向发展。本文主要是希望通过系统的研究影响铜版纸涂料配方中各主要因素对整体的影响,包括涂料物性、运转性能和成纸相关性能指标的影响,得出一组固含量为70%的高固含涂料配方。
利用Minitab DOE实验设计和对配方中各因子的筛选,得出本文实验中用到的四种颜料对涂料高剪切粘度的正面影响力排序为:P2>P4>P1>P3,对保水值正面影响力排序为:P4>P2>P3>P1,对光泽度正面影响力排序为P4>P3>P2>P1。各因子对涂料保水性影响力大小的排序为:颜料种类>胶粘剂种类>增稠剂种类;胶粘剂对保水值正面影响力排序为:L2>L1,且胶粘剂的种类对成纸的光泽度也有微弱的影响;增稠剂种类对高剪切粘度的正面影响力排序为:T2>T1。
经过混料实验设计的筛选,C95用量为70份左右时,涂料的保水性能和高剪切粘度性能指标都比较好;当涂料高剪切性能最好时,Clay的用量为10份,而当涂料的保水性能最好时,Clay的用量为30份;PCC用量为0~10份之间时涂料的保水性能和高剪切粘度相对较优;C65用量为0~10份时涂料的相关性能指标较优,最终经过单因素实验筛选,得出颜料的较优配比为:C95/Clay/PCC/C65=70/20/5/5。胶粘剂选用LG783,增稠剂选用Vx586,其用量分别为11份和0.5份。
本文还研究了高固含涂料配方对涂料物性和成纸相关性能指标的影响,实验发现,提高涂料的固含量使得涂料的高、低剪切粘度值都上升,但保水性能有所改善。而对成纸的影响主要是提高了成纸光泽度和印后光泽度,其它印刷性能指标也有所影响。最后利用Matlab的图像分析功能,通过将试样扫描输入计算机,分析所得图像的三刺激值,探索了涂层微观结构对印刷适性的影响。