高海明;戴玲;施立才
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【摘 要】介绍了一种纸张耐湿摩擦性能的检测方法——浊度法.该检测方法可以将检测结果定量化,并具有操作流程简便、设备简单、过程易控制和实验重复性好的优点,可广泛应用于涂布纸及部分特种纸的耐湿摩擦性能指标检测,对涂布纸制品及部分特种纸的指标检测和工艺优化有重要的意义. 【期刊名称】《造纸化学品》
【年(卷),期】2018(030)004
【总页数】5页(P5-9)
【关键词】消息推送服务浊度;耐湿摩擦性;涂布纸;特种纸
【作 者】高海明;戴玲;施立才
【作者单位】九洲生物技术(苏州)有限公司,江苏苏州 215000;九洲生物技术(苏州)有限公司,江苏苏州 215000;九洲生物技术(苏州)有限公司,江苏苏州 215000
【正文语种】中 文
【中图分类】TS77
涂布纸是在原纸表面涂上一层涂料，使纸张具有良好的光学性质及印刷性能等，主要应用于各种彩印刷，以获得印刷精美、彩鲜艳逼真的印品[1-3]。印刷用涂布纸需要有一定的抗水性能，而为了达到表面防水性，除了采用浆内施胶或原纸表面施胶的方法外，最直接的办法便是在涂料中加入增强剂，降低颜料、胶粘剂及各种水溶性成分在干燥成膜后的水溶性，提高涂布纸的拉毛强度、干湿强度及湿摩擦性能[4-6]。 制浆造纸行业暂时还没有直接测量耐湿摩擦性能的仪器，也没有一种可以简单方便地测量涂布纸耐湿摩擦性能的检测方法。随着环境保护要求及纸张质量管控的日趋严格，人们对涂布纸制品的要求也越来越高，衡量涂布纸在被打湿情况下的耐磨耗能力的研究受到高度重视[7]。
九洲生物技术（苏州）有限公司根据纸张的印刷方式以及传统的检测方法，经过不断的研究和改进，形成了一套可以将涂布纸耐湿摩擦性能检测指标量化的方法。该方法具有如下优点：操作流程简便，设备简单，过程易控制，实验重复性好，可以广泛应用于涂布纸及部分特种纸领域关于耐湿摩擦性能指标的检测，对于涂布纸制品和部分特种纸的指标检测和工艺优化有重要的意义。
1 实验
1.1 实验原料
涂料组分：高岭土（粉末），粒度≤2 μm的达93%以上，由茂名石化矿业有限公司提供；重质碳酸钙（GCC，分散液），粒度≤2 μm 的达 95%以上和粒度≤2 μm的达70%以上2种，富阳某造纸厂提供；羧基丁苯胶乳，Styronal 302G，平均粒径 0.15 μm，玻璃化温度10℃，由巴斯夫上海公司提供；分散剂、润滑剂以及抗水剂等涂料助剂，为九洲生物技术有限公司自产；聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（CMC）及未涂灰底白纸板原纸均取自富阳某造纸厂。
1.2 实验设备
高速分散机，型号：Model 2.5T.K，产地日本；黏度计，型号：LVDV-II+Pro，产地美国；快速水分仪，型号：XM60，产地瑞士；pH计，型号：梅特勒S220-B+Power Pro，产地瑞士；激光粒度分布仪器，型号：BT-9300H，产地中国；实验室涂布机，型号：K303，产地英国；高剪切黏度仪，型号：DV-10，产地美国；保水度仪，型号：AAGWR-250，产地美国；烘干机，型号：L-3D，产地日本；中试压光机，型号：NYG300，产地中国；平滑度仪，型号：BEEK，产地日本；PPS粗糙度仪，型号：Technidyne，产地美国；光泽度仪，型号：Technidyne，产地美国；印刷适性仪，型号：RI-2型，产地日本；Cobb 测试仪，型号：ZB-COBB125，产地中国；IGT 印刷适性仪，型号：AIC2-5T2000，产地芬兰；湿摩擦仪（耐磨耗试验机），型号：Taber 5135，产地美国；浊度仪，型号：2100AN，产地美国。
1.3 实验方法
1.3.1 检测方法
浊度法耐湿摩擦性能检测方法包括如下步骤：
（1）将被测涂布纸通过定量取样器裁切成面积为0.01 m2的纸样； （2）将纸样固定在带有凸缘的样件盘上，凸缘自样件盘的内壁向上凸起形成，通过与凸缘相匹配的压紧环将纸样压紧，然后量取35 mL水倒入样件盘中，水的最少加入量为能够浸没纸样的量；
（3）将样件盘装入磨耗仪中，放下磨耗轮，设置转动圈数为5～50圈（优选10圈），根据测试纸张的抗水性选择圈数，按下磨耗仪的“start”按钮，磨耗仪开始对纸样进行磨擦；
谷氨酸发酵（4）待转完设定的圈数后，磨耗轮复位，将样件盘内的液体转移至烧杯中，摇匀后倒入浊度仪的玻璃样品管内，通过浊度仪进行浊度检测，根据测得的浊度值衡量涂布纸的耐湿摩擦性能。
sata连接器测得的浊度值和涂布纸的耐湿摩擦性能成反比，即浊度值越大，纸表面涂覆的涂料脱落的越多，涂布纸的耐湿摩擦性能越差；反之，浊度值越小，涂布纸的耐湿摩擦性能越好。
升降柱cncame上述检测方法中，所述磨耗仪选用美国Taber公司生产的Taber 5135型湿摩擦仪。所述磨耗轮选用美国Taber公司生产的S-32型或CS-0型弹性无磨粒磨耗轮。所述样件盘选用美国Taber公司生产的E-140-75型的带凸缘的样件盘，并配压紧环。
1.3.2 待测纸样准备
1.3.2.1 A组：市面常用抗水剂配制的面涂涂料涂布的纸样
高岭土分散：高岭土采用高速分散器在转速4 500 r/min下分散30 min，固含量为质量分数68%，分散剂用量为0.3%质量分数（相对于绝干颜料的质量，下同）。
CMC水溶液制备：将CMC配制成质量分数为10%的水溶液，置于75℃的恒温水浴锅中，低速搅拌30 min，冷却至室温后补加蒸发失去的水分，备用。
最后将高岭土预分散液、GCC、羧基丁苯胶乳、PVA、OBA和蒸馏水按照一定配比加入到分散桶中，搅拌均匀并用碱溶液调节涂料的pH至8.5～9.0，得到最终涂料。
市面常用抗水剂配制的面涂涂料涂布纸样的涂料配方如表1所示，其中1～5号纸样中的抗水剂分别为：尿醛树脂型抗水剂，改性乙二醛型抗水剂，PAPU型抗水剂，AZC型抗水剂，OE 0691抗水剂。
表1 不同抗水剂面涂涂料配方1） 质量份注：1）底涂涂料采用富阳某客户提供的成品涂料；
2）OE 0691抗水剂为我公司新产品，抗水性效果极佳，尤其是对成纸耐湿摩擦性能提升效果显著。纸样序号1 2 3 4 5 95级GCC高岭土分散剂碱CMC淀粉丁苯胶乳抗水剂增稠剂80 20 0.15 0.06 0.3 3 10 0.5 0.2 80 20 0.15 0.06 0.3 3 10 0.5 0.2 80 20 0.15 0.06 0.3 3 10 0.5 0.2 80 20 0.15 0.06 0.3 3 10 0.5 0.2 80 20 0.15 0.06 0.3 3 10 0.152）0.2温泉浴片
1.3.2.2 B组：生物胶乳不同比例取代丁苯胶乳涂料涂布的纸样
生物胶乳不同比例取代丁苯胶乳涂料涂布的纸样6～9号的涂料配方如表2所示。
1.3.2.3 C组：不同涂布纸的纸样
不同涂布纸的纸样10～14号相关参数如表3所示。
表2 生物胶乳不同比例取代丁苯胶乳涂料配方质量份纸样序号6 7 8 9 70 GCC高岭土CMC增白剂丁苯胶乳生物胶乳涂布淀粉抗水剂其他90 10 0.4 0.5 10 90 10 0.4 0.5 90 10 0.4 0.5 90 10 0.4 0.5 0 3 7 3 3 6 4 3 5 5 3 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
表3 几种不同涂布纸的相关指标10灰底白板11社会卡纸样序号12烟包13涂布牛卡14铜版卡
定量/（g·m-2）平滑度/（sec·10 cc-1）PPS 粗糙度/μm光泽度/%干拉毛强度/（m·s-1）258 101 1.21 34.2 0.62 252 2490 0.69 48.6 5.89 235 950 0.82 55.4 4.55 245 89 1.50 30.6 1.10 248 1292 0.82 62.4 1.25
1.3.2.4 D组：不同镀铝原纸的纸样
不同镀铝原纸的纸样15～18号相关参数如表4所示。
表4 几种不同镀铝原纸的相关指标纸样序号15 16 17 18定量/（g·m-2）平滑度/（sec·10 cc-1）PPS 粗糙度/μm光泽度/%干拉毛强度/（m·s-1）61 1492 0.62 62.5 1.55 59 1588 0.58 63.3 1.62 63 1533 0.51 61.8 1.58 57 1677 0.52 58.9 1.45
1.3.3 涂布、干燥和压光
用刮棒式涂布器对原纸进行单面2道涂布，底涂和面涂涂布量均为 （15±1）g/m2，涂完后在温度为105℃烘干机内干燥3 min。采用实验室压光机对涂布纸进行2次压光，压力为4.5 MPa、压光温度为80℃、转速为30 r/min，试样压光后，在恒温恒湿条件下放置24 h。
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