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水性触感油在烟用接装纸上的应用研究

来源:安徽集友新材料股份有限公司 作者:王云龙,杨江涛,杨立新 时间:2019-12-19 点击:
导读:以水性聚氨酯乳液为主树脂,水性苯丙乳液为辅助树脂,搭配滑爽助剂、消泡剂、pH调节剂和溶剂,制备出具有特殊功能的水性触感油,并将其应用于烟用接装纸。通过考察不同组分及含量对触感层的外观效果、附着力、耐磨性、手感舒适度、抗返黏性、动/静摩擦系数、接触角等参
随着生活水平的快速提高,对烟用接装纸的安全标准越来越严格。高档次、高质量的卷烟需求日渐增大。不但要求外观色泽艳丽,还要有极好的触感。目前水性触感油多用于皮革、墙体装饰和高档纸张的表面涂布处理,赋予产品一定的手感,提高产品档次。然而,上述触感油基本上为纯聚氨酯乳液体系,应用时常常存在印刷适性差、手感舒适度不足、纸张粘连严重及摩擦掉粉等质量问题。为解决上述问题,实际应用过程中常常添加一定量的固化剂,固化剂的加入虽可一定程度提高触感涂层的性能,但同时也会造成油墨体系持续的不稳定性,导致印品性能有所差异,且数小时后触感油将会完全固化,无法进行后道印刷,这就造成油墨成本大幅增加和产品批次稳定性差等问题。本文首先通过合理筛选触感油的主树脂和辅助树脂,然后配以相关助剂,制得了具有消光效果好、耐磨性好、抗返黏优良、手感爽滑厚实等优点,且在凹版印刷方式下印刷适性好的接装纸用单组分水性触感油。最后,通过调控凹印版辊制版参数和印刷工艺参数,成功将该单组分水性触感油应用于烟用接装纸,制备出性能优异、可规模化生产的触感型烟用接装纸。

1 实验
1. 1 原料和仪器
水性聚氨酯乳液(JYPU01、JYPU02、JYPU03):广州锯东贸易有限公司;滑爽助剂(YJG08):广州锯东贸易有限公司;水性苯丙乳液(QZ01B、QZ02A):具有高弹性高硬度且耐温性优异,上海保立佳化工有限公司;消泡剂(BYK-094):德国毕克化学;pH 稳定剂、95%食用酒精:阿拉丁试剂有限公司;纯净水:自制。
凹版打样机:KPP,英国翁开尔公司;七色卷筒纸无轴转动(电子轴)凹版印刷机:PYAW-600型,海德堡印刷机械股份公司;摩擦系数测试仪:COF-2002型,济南思克测试技术有限公司;热封试验仪:HSR-01型,济南众测机电技术有限公司;DAT动态吸收测试仪:PGX 68-96型,上海TMI贸易有限公司;油墨印刷脱色试验机:PN-PID型,杭州品享科技有限公司。
1. 2 触感油的制备
称取一定量的纯净水和酒精,置于合适的容器中,300 r/min缓慢分散,混合均匀,继续依次添加一定量的水性聚氨酯乳液、水性苯丙乳液、滑爽助剂、消泡剂、pH调节剂,缓慢分散10 min至乳液分散均匀,即得水性触感油,密封保存。
1. 3 触感接装纸的制备
实验室制备:采用KPP凹版打样机将上述触感油转印在接装纸半成品(已印刷好一道水性黑墨)上,立即转移至烘箱中,105 ℃烘5~10 s,确保烘干后取出,自然冷却至室温,即得触感接装纸。
生产打样制备:采用七色卷筒纸无轴转动(电子轴)凹版印刷机,通过满版凹印版辊和胶辊,设置不同工艺参数,将触感油印刷在半成品烟用接装纸表面,烘道长度2 m。
1. 4 测试方法
1. 4. 1 动/静摩擦系数
将试样置于恒温恒湿环境中平衡30 min,裁切成规格为63 mm×120 mm的测试样,置于摩擦系数测试仪上,按照GB/T 10006—1988进行测试,每组样品至少测试3次,取平均值。
1. 4. 2 抗返黏性测试
将试样置于恒温恒湿环境中平衡30 min,裁切成规格为20 mm×100 mm的测试样,将测试样对折,使触感涂层与触感涂层贴合,置于热封试验仪上,设置温度为150 ℃,压力101 kPa,压合时间30 s,测试结束后取出,待自然冷却至室温,打开后观察触感层粘连现象,每组样品至少测试3次。
1. 4. 3 接触角测试
将试样置于恒温恒湿环境中平衡30 min,裁切成规格为15 mm×120 mm的测试样,将试样平整贴合于测试版上,置于DAT动态吸收测试仪,设置液滴大小为4. 0 μL,测量触感层表面接触角大小并计算其变化率(记录0. 2 s和1. 0 s的数据),每组样品至少测试8个数据,取平均值。
1. 4. 4 耐磨性测试
将试样置于恒温恒湿环境中平衡30 min,裁切成规格为60 mm×200 mm的测试样,置于油墨印刷脱色试验机上,按照GB/T 7706—2008 进行测试,测试结束后观察每组样品掉粉情况,每组样品至少测试3次。
1. 4. 5 涂层附着力测试及判定
将试样置于恒温恒湿环境中平衡30 min,裁切成规格为60 mm×200 mm的测试样,置于平整实验台上,将3M胶带按照纸张长度方向贴合于试样涂层表面,贴合规格不小于20 mm×50 mm,轻压胶带保证贴合完整,静置5 s后,从胶带的一端缓慢剥离,直至胶带完全剥离,选择合适区域20 mm×50 mm,观察胶带上涂层脱落情况。无涂层脱落或涂层脱落面积不超过20 mm2时,判定涂层附着力好,为1级,满足使用要求;涂层脱落面积为20~50 mm2时,判定涂层附着力一般,为2级,不能满足使用要求;涂层脱落面积大于50 mm2时,判定涂层附着力差,为3级,不能满足使用要求。
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