Analisis Pengaruh Partikel Pigmen Nano pada Sifat Kertas Dilapisi
Kami adalah perusahaan percetakan besar di Shenzhen Cina. Kami menawarkan semua publikasi buku, pencetakan buku hardcover, pencetakan buku sampul, notebook hardcover, pencetakan buku sprial, pencetakan buku stiching sadel, pencetakan buklet, kotak kemasan, kalender, semua jenis PVC, brosur produk, catatan, buku anak-anak, stiker, semua jenis produk pencetakan warna kertas khusus, kartu permainan dan sebagainya.
Untuk informasi lebih lanjut, silahkan kunjungi
http://www.joyful-printing.com. ENG saja
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
email: info@joyful-printing.net
Sifat pigmen dari lapisan kertas yang dilapisi menentukan kemampuan cetak kertas sampai batas tertentu. Pigmen seperti kalsium karbonat ultrafine dan kalsium karbonat tanah banyak digunakan dalam pelapis kertas karena kualitasnya yang tinggi dan harganya yang rendah. Namun, dengan perkembangan teknologi pencetakan, persyaratan untuk kinerja kertas semakin tinggi, dan lapisan biasa tidak dapat lagi memenuhi persyaratan saat ini. Persyaratan kualitas cetak. Partikel berukuran nano dari pigmen ini ditambahkan ke sistem pelapisan kertas, dan karena ukuran partikelnya yang kecil, luas permukaan spesifik yang besar, dan proporsi atom yang besar pada lapisan permukaan, mereka dapat teradsorpsi secara memadai dan terikat dengan perekat polimer. dalam sistem pelapisan. Partikel penguat direkatkan pada kertas dasar berlapis untuk mendapatkan kertas berlapis dengan gloss tinggi, keputihan tinggi dan kekuatan permukaan tinggi, dan kelancaran kertas ditingkatkan, dengan demikian meningkatkan kecocokan pencetakan lapisan kertas. Dalam makalah ini, efek partikel nanopigmen pada penyerapan tinta, penyerapan air, keputihan dan sifat mekanik dari kertas dilapisi dirangkum dalam kombinasi dengan indeks kualitas kertas dilapisi.
Pertama. pengantar
Penelitian Nanomaterial saat ini menjadi topik hangat dalam penelitian ilmu material. Perkembangan nanoteknologi yang terkait diakui sebagai bidang penelitian yang paling menjanjikan di abad ke-21. Nanopartikel memiliki ukuran partikel yang sangat kecil, luas permukaan spesifik yang besar, energi permukaan yang tinggi dan aktivitas kimia, dan dapat menghasilkan produk fungsional khusus yang berbeda dari substansi molekuler umum.
Saat ini, penelitian asing pada peningkatan kinerja lapisan lebih berfokus pada bentuk partikel pigmen dalam pelapis, peningkatan sifat permukaan, dan efek aditif pada kinerja seluruh lapisan. Sesuai dengan tren penelitian, nano-bahan dapat disiapkan sebagai aditif aditif dan partikel pengisi ke dalam pelapis kertas untuk menyiapkan nano-coating dengan fungsi khusus, sehingga sangat meningkatkan sifat kertas dari kertas dilapisi.
Kedua, indeks kualitas kertas berlapis dan pelapisannya
Kualitas kertas dapat diringkas sebagai berikut: Kualitas penampilan, sifat fisik dasar, sifat mekanik, sifat optik dan sifat kimia. Penggunaan kertas berbeda, dan persyaratan kualitasnya berbeda.
1. Indeks kualitas kertas dilapisi
Untuk kertas berlapis, ketika membahas indikator kualitas mereka, mereka biasanya mengacu pada yang terkait erat dengan operasi dan tujuan pengolahan pelapisan. Indikator ini terkait erat dengan kualitas pencetakan kertas berlapis, termasuk kehalusan, keputihan dan gloss. Tingkat, opasitas, kekuatan permukaan, penerimaan tinta dan penyerapan tinta.
Kelancaran menentukan kekencangan kontak antara kertas berlapis dan pelat cetak tinta atau permukaan blanket offset pada saat pencetakan, dan merupakan faktor penting yang mempengaruhi apakah transfer tinta selesai dan gambarnya jernih. Kemulusan yang tinggi dari kertas dilapisi memfasilitasi pembentukan film tinta yang seragam dan halus sementara juga menghemat penggunaan tinta. Warna putih sangat penting dalam pencetakan multicolor karena putih sebagai nada netral menghilangkan gangguan ringan yang mungkin dikenakan pigmen tinta, sehingga memberikan cetakan kontras warna yang lebih baik dan meningkatkan kesan visual. Opasitas adalah faktor utama yang menentukan apakah kertas dilapisi menghasilkan cetak setelah dicetak. Di bawah kondisi pencetakan yang sama, semakin tinggi opasitas kertas berlapis, semakin kecil kemungkinannya untuk menghasilkan cetakan. Kekuatan permukaan kertas dilapisi mengacu pada kekuatan ikatan antara partikel pelapis dan antara lapisan dan kertas dasar. Ini mencerminkan kemampuan kertas berlapis untuk menahan pemisahan tinta selama proses pencetakan. Jika kekuatan permukaan kertas yang dilapis tidak tinggi, selama pencetakan Pelapisan mungkin tertempel oleh tinta, dan bintik-bintik putih di permukaan kertas di mana seharusnya ada tinta tidak hanya akan mempengaruhi kualitas bahan cetakan, tetapi juga menyebabkan kegagalan pencetakan. Kertas cetak harus memiliki kapasitas penyerapan tinta tertentu, tetapi jika kapasitas penyerapan tinta terlalu besar, itu akan menyebabkan cetakan menjadi kusam, atau bahkan menghasilkan fenomena offset atau Chalking; jika kapasitas penyerapan tinta terlalu kecil, kecepatan pengeringan tinta akan diperpanjang, yang dapat menyebabkan permukaan tercetak kotor.
2. Indeks kualitas pelapisan kertas berlapis
Tujuan utama dari proses pelapisan adalah untuk meningkatkan kinerja kertas dasar dengan melapisi kertas dasar dan meningkatkan kualitas pencetakan. Oleh karena itu, kualitas pelapis memainkan peran yang menentukan apakah kertas yang dilapisi dapat memperoleh kualitas cetak yang diharapkan. Kertas pelapis adalah dispersi cair yang sangat terkonsentrasi yang terdiri dari pigmen, perekat dan air. Pigmen adalah komponen terpenting dalam pelapis. Fungsi utamanya adalah untuk meningkatkan kelancaran kertas yang dilapisi, meningkatkan penyerapan tinta, memperbaiki lapisan putih, opacity, gloss dan meningkatkan penampilan kertas. Pengaruh pigmen pada struktur lapisan terutama tercermin dalam geometri internal partikel pigmen. Indikator kinerja terutama meliputi bentuk, ukuran partikel dan distribusi, indeks bias dan keputihan.
Efek utama pigmen pada sifat optik dari kertas dilapisi adalah bahwa semakin tinggi putih dan indeks bias pigmen, semakin tinggi putih dan opasitas dari kertas dilapisi. Untuk jenis pigmen yang sama, mengurangi ukuran partikel bermanfaat untuk meningkatkan gloss pada kertas yang dilapisi. Gelar dan putih. Pengaruh utama pigmen pada kelancaran kertas dilapisi adalah: Pigmen dengan bentuk serpihan atau cakram memiliki kekuatan penutup yang kuat, yang bermanfaat untuk meningkatkan kehalusan. Untuk jenis pigmen yang sama, mengurangi ukuran partikel bermanfaat untuk meningkatkan kehalusan. Efek utama pigmen pada daya serap dan kekuatan permukaan tinta kertas dilapisi adalah: Ketidakteraturan bentuk pigmen, ukuran dan distribusi pigmen menentukan porositas lapisan dan jumlah perekat yang dibutuhkan untuk membentuk lapisan.
Kualitas lapisan terutama mengacu pada beberapa karakteristik morfologi lapisan, yang biasanya disebut sebagai struktur pelapis, terutama termasuk distribusi komponen dalam lapisan di dalam dan pada lapisan, distribusi volume mikropori dan ukuran pori lapisan. Dan ketebalan, kekencangan, kekasaran permukaan, dll. Dari lapisan. Distribusi komponen dalam struktur lapisan sebenarnya mengacu terutama pada distribusi perekat. Perekat didistribusikan dalam struktur yang dibentuk oleh pigmen, dan ada perbedaan dalam distribusi konsentrasi pada posisi yang berbeda dari lapisan. Namun, karena jumlah aditif dalam lapisannya kecil, tidak terlalu penting untuk mempelajari distribusinya dalam lapisan.
Ketiga, penerapan nanomaterial dalam pelapisan kertas
Penerapan nanoteknologi pada pelapis kertas yang diproses dapat meningkatkan sifat optik kertas, meningkatkan sifat reologi lapisan, dan meningkatkan ketahanan penuaan lapisan kertas.
Karena ukuran partikel partikel bahan-nano kecil, sifat optik kertas dapat sangat ditingkatkan, dan opasitasnya tinggi. Sebagai contoh, alumina berskala nano diterapkan sebagai partikel nano-pigmen untuk lapisan. Karena ukuran partikel partikel kecil dan distribusi ukuran partikel sempit, dapat dipastikan sebagai warna murni dari bahan putih, sehingga meningkatkan lapisan ke dalam kertas. Warna putih kertas meningkatkan kilap kertas. Selain itu, beberapa bahan nano juga dapat menghasilkan efek optik khusus. Sebagai contoh, ketika hamburan terjadi, warna kertas yang dilapisi berubah dengan sudut pengamatan, sehingga dapat diterapkan pada produksi pelapis dengan aplikasi khusus. Memproses kertas.
Menerapkan partikel nanopigment ke lapisan dapat meningkatkan sifat reologi lapisan. Karena efek permukaan khusus dan efek ukuran kuantum, nano-pigmen dapat mengontrol kinerja ukuran partikel, nilai p H dan potensi eta Z dari lapisan untuk mendapatkan lapisan dengan konsentrasi tinggi tetapi viskositas rendah. Selain itu, bubuk partikel pigmen nano sangat baik, yang sangat menguntungkan untuk meningkatkan stabilitas bahan pelapis, dan terjadinya pengendapan, delaminasi dan sejenisnya dapat dihindari. Penambahan pigmen nano pada pelapis kertas, dengan efek kuat UV-shielding, dapat secara signifikan meningkatkan ketahanan penuaan lapisan kertas, menghasilkan tingkat penuaan kertas yang jauh lebih rendah karena paparan cahaya. Namun, jika Anda ingin mendapatkan efek perlindungan UV terbaik, ukuran partikel dari nano-pigmen tidak sekecil mungkin, tetapi memiliki berbagai persyaratan tertentu. Misalnya, menurut Rumus Ranikemiton dan Weber, titanium dioksida anatase memiliki ukuran partikel mulai dari 70 hingga 180 nm, dan lapisan memiliki kemampuan hamburan terbaik untuk sinar ultraviolet.
Keempat, efek partikel nano pigmen pada sifat-sifat kertas terlapis
Penambahan partikel nanopigmen ke formulasi pigmen dengan sifat lapisan yang lebih baik telah ditemukan untuk meningkatkan sifat-sifat lapisan, termasuk sifat viskoelastik lapisan, kekuatan permukaan lapisan, sifat penyerapan air dari lapisan dan sifat mekanik. Sifat-sifat optik dari kertas, dll.
1. Efek partikel nano-pigmen pada penyerapan tinta dan penyerapan air kertas berlapis Setelah menambahkan komponen nano, kekuatan permukaan pelapis jelas meningkat, dan penyerapan tinta dan penyerapan air menurun. Ini menunjukkan bahwa lapisan ditingkatkan karena penambahan komponen nano. Kekuatan ikatan masing-masing komponen diisi dengan pori-pori halus dalam lapisan, yang menghasilkan serap tinta yang lebih rendah dan penyerapan air.
Faktor utama yang mempengaruhi serapnya tinta kertas berlapis adalah struktur berpori lapisan. Karena perubahan perekat dalam lapisan, struktur pori, ukuran pori, dan distribusi ukuran pori lapisan diubah untuk menyebabkan perubahan daya serap tinta. Selain itu, faktor-faktor seperti pengaturan partikel pigmen yang ketat, distribusi ukuran pori, struktur pigmen dan pelumas juga memiliki dampak langsung pada penyerapan tinta. Hasil mempelajari daya serap tinta menunjukkan bahwa daya serap tinta dari semua sampel diturunkan setelah penambahan komponen nanosilika. Ini menunjukkan bahwa pori-pori pada permukaan lapisan diisi dengan partikel halus, diameter pori rata-rata berkurang, dan tinta tidak menembus lapisan sebagai kertas kosong. Telah ditemukan bahwa semakin kecil ukuran partikel rata-rata dari komponen nano, semakin besar kemungkinan untuk memblokir mikropori pada permukaan lapisan, dan aksi kapiler dari permeasi dipengaruhi.
Sampel yang ditambahkan dengan komponen nano memiliki berat penyerapan air yang lebih rendah dibandingkan dengan permukaan sampel yang komponen nano tidak ditambahkan, kekakuan struktur permukaan lapisan meningkat, dan properti hidrofilik diturunkan. Hasilnya mirip dengan perubahan daya serap tinta, dan alasannya juga sama dengan mekanisme untuk mengurangi daya serap tinta, yaitu penyerapan cairan berkurang karena penurunan pori-pori lapisan permukaan dari kertas.
2. Efek partikel pigmen nano pada sifat mekanik kertas dilapisi
Sifat mekanis dari kertas terlapis dimanifestasikan dalam kekuatan ikatan antara kertas dasar dan lapisan dan kekuatan lapisan itu sendiri. Kekuatan ikatan antara kertas dasar dan lapisan ditentukan oleh adhesi komponen pelapis ke kertas dasar. Mekanisme dimana komponen-nano meningkatkan sifat mekanik dan pencetakan dari kertas berlapis terutama karena karakteristik efek nano nanomaterials, yaitu efek permukaan dan efek ukuran kecil. Misalnya, setelah penambahan nano-kalsium karbonat, kekuatan mekanis lapisan ditingkatkan. Alasan untuk fenomena ini terutama disebabkan oleh ukuran partikel yang kecil, luas permukaan spesifik yang besar, aktivitas tinggi dari nano-kalsium karbonat, dan molekul polimer berair dan pigmen dalam lapisan. Partikel-partikel memiliki area kontak yang besar dan terikat kuat pada mereka, meningkatkan sifat mekanik lapisan.
Dalam sistem pelapisan campuran, partikel-partikel nanopartikel, kaolin dan kalsium karbonat secara organik digabungkan, dan jarak antar partikel berkurang setelah pelapisan dikeringkan untuk membentuk struktur jaringan padat, yang meningkatkan kekuatan lapisan. Selain itu, karena efek permukaan nanomaterial, yaitu, ketika ukuran partikel berkurang ke tingkat nanometer, nomor atom dan luas permukaan material meningkat dengan cepat, dan mudah distabilkan dengan menggabungkan dengan atom lain, jadi bahwa aktivitas kimianya sangat tinggi dan energi permukaan secara bersamaan dikalikan, sehingga mudah untuk memiliki ikatan kimia yang kuat dengan partikel lain, yang meningkatkan kekuatan lapisan komposit.
Prasyarat utama untuk peningkatan sifat mekanik lapisan kertas adalah bahwa komponen-nano tersebar merata dalam lapisan dan lapisan, yang tidak hanya tidak membutuhkan aglomerasi antara nanopartikel, tetapi juga terdistribusi seragam dalam lapisan dan pelapisan, jika tidak, keadaan teraglomerasi Partikel besar dapat menjadi cacat pada struktur pelapisan, secara merugikan mempengaruhi sifat lapisan seperti kekuatan permukaan dan kehalusan lapisan.
Singkatnya, peningkatan sifat mekanik dari komponen nano pada kertas dilapisi terutama dimanifestasikan dalam peningkatan kekuatan pelapisan itu sendiri, tetapi memiliki sedikit pengaruh pada kekuatan ikatan antara kertas dasar dan lapisan dan kekuatan mekanik dari kertas dasar.
3. Efek partikel nano-pigmen pada kertas dilapisi putih telah ditemukan. Di bawah jumlah lapisan yang sama, keputihan setiap sampel setelah menambahkan komponen nano hanya kurang dari 1%, dan beberapa bahkan sedikit Ada setetes. Ini menunjukkan bahwa komponen nano tidak memiliki efek yang jelas pada sifat optik lapisan dan tidak menunjukkan perbedaan. Oleh karena itu, komponen nano memiliki kemampuan terbatas untuk meningkatkan keputihan kertas dan tidak dapat secara efektif meningkatkan keputihan lapisan. Alasannya mungkin karena alasan ekonomi, jumlah komponen nano dalam lapisannya kecil, dan partikel pigmen dalam lapisan adalah mayoritas, dan keduanya adalah partikel yang buram. Meskipun nanopartikel memiliki efek hamburan yang baik pada cahaya tampak, mereka hanya ditambahkan. Ketika itu ditingkatkan sampai batas tertentu, adalah mungkin untuk memiliki efek yang signifikan terhadap putih.
Namun, partikel berukuran nano memiliki ukuran partikel yang kecil dan luas permukaan spesifik yang besar, dan lapisan nano memiliki sifat menyerap tinta yang baik dan permukaan yang halus, dan menguntungkan untuk meningkatkan sifat optik dari kertas seperti opacity, gloss dan cetak gloss.
V. KESIMPULAN
Nanopartikel memiliki prospek aplikasi yang luas dalam pelapisan, tetapi masalah aglomerasi dan dispersi partikel nanopigmen dalam pelapisan merupakan masalah mendesak yang harus dipecahkan. Di satu sisi, perlu untuk mencegah aglomerasi lebih lanjut dari nanopartikel, dan di sisi lain, untuk mempertahankan fungsi khusus dari nanopartikel dalam lapisan. Dari tren perkembangan teknologi saat ini, agen modifikasi permukaan seperti agen kopling digunakan untuk memperlakukan nanopartikel, dan adhesi antar muka antara nanopartikel dan partikel komponen lain dalam lapisan kertas meningkat, dan kemudian didispersikan oleh gelombang ultrasonik, dan permukaan spesifik digunakan. Agen aktif memungkinkan nanopartikel untuk mencapai keadaan dispersi yang seimbang dalam medium, dan secara efektif dapat memecahkan masalah aglomerasi mudah nanopartikel.