表面施胶提高彩色激光打印纸性能的研究

摘要

本课题研究苯丙乳液表面施胶剂对原纸物理性能、激光打印性能和电学性能的影响，并调整表面施胶剂与淀粉复配比例，最终找出适合激光打印的施胶剂配方，降低纸张生产成本，提高打印性能。
　　采用半连续发合成SAE，能较好的应用于纸张的表面施胶中，通过实验得出较好的聚合条件:反应温度80℃，软硬单体质量比为18∶18，乳化剂用量为W=3％，引发剂用量为W=0.5％时，乳液的施胶性能最好，利用铺膜法将合成的乳液类表面施胶剂SAE铺展成膜，通过傅里叶变换红外光谱仪，激光粒度仪和扫描电镜进行表征，表明所有单体都参加了共聚反应，产物呈无规共聚结构得到目标产物，经SAE施胶后的原纸能在原纸表面形成致密的薄膜，显著提高原纸的物理性能。
　　乳液类表面施胶剂SAE与淀粉复配进行表面施胶，能在原纸表面形成致密的薄膜，显著提高纸张的物理性能。随着SAE比例的增加，纸张的白度、平滑度、挺度和抗张强度呈明显上升趋势，透气度和不透明度出现下降趋势。乳液类表面施胶剂SAE与淀粉进行复配，使原纸白度最大提升幅度约为0.64％，平滑度最大能提高61.5％，挺度和抗张强度表现比较优越，相对于原纸最大提高幅度为37.3％和15.9％，SAE与淀粉复配能够降低原纸的透气度和不透明度，最大降幅分别为4.58％和0.26％。SAE与淀粉的复配比例为1∶10时，C、M、Y、K色块的密度值均达到最大值，其中C的增加幅度最为明显，SAE表面施胶剂与淀粉复配对CMYK四色油墨色密度提高的最大幅度分别为8.32％、4.8％、5.1％、2.4％。复配表面施胶剂对80％的灰色阶调的影响较为明显，在80％的阶调中，原纸的密度分别能提高0.8％，1.7％，9.2％，10.1％，8.4％和7.5％。经表面施胶后可显著提高原纸的墨点圆度，当SAE与淀粉的复配比例为2∶10时，纸张墨点圆度相对于原纸提高的百分比最大，最大提高幅度为0.75％，随着SAE用量的增加墨点圆度曲线相对走势平稳，当SAE与淀粉的复配比例为1∶10时，彩色复印原稿的色差最小为0.9。
　　SAE和淀粉复配对原纸的表面施胶能明显改变纸张的体积电阻和表面电阻，当SAE与淀粉的复配比例为2∶10时，纸张的体积电阻率达到最大，提高幅度为127.8％，当SAE与淀粉的复配比例为1∶10时，纸张的表面电阻率下降到最小，之后趋于平缓，最大降低为55.3％。SAE与淀粉复配能明显影响纸张的表面电阻率和体积电阻率进而影响墨粉的固着率，高固着率的墨粉使印品寿命更加耐久，其中体积电阻率与墨粉粘附力有较好的正相关性，表面电阻率与之有负相关性，纸张的表面电阻率和体积电阻率能影响在转印过程中接受电荷数量的多少，进而影响吸收的墨粉数量，当两者比例为2∶10时，纸张表面的墨粉固着率最大能提高2.8％。
　　综上所述，乳液类表面施胶剂SAE以其最佳的成膜特性与淀粉复配可达到激光打印的最佳效果，当SAE与淀粉的复配比例为1∶10～2∶10时，经施胶后的原纸各个性能较好。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 彩色激光打印概述

1．1．1 彩色激光打印技术原理、应用和发展

1．1．2 彩色激光打印碳粉转移机理

1．1．3 彩色激光打印碳粉转移模型

1．1．4 彩色激光打印纸电学性能对碳粉转移的影响

1．1．5 彩色激光打印纸概述

1．2 表面施胶概述

1．2．1 表面施胶作用及机理

1．2．2 表面施胶分类及特点

1．2．3 合成表面施胶剂的发展概况

1．3 苯丙乳液合成相关理论基础

1．3．1 苯丙乳液的聚合特点

1．3．2 苯丙乳液的聚合机理

1．3．3 乳液聚合工艺的选择

1．3．4 乳液聚合研究进展

1．4 课题的研究内容和意义

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究内容

2 实验材料与方法

2．1 实验部分

2．1．1 实验设备

2．1．2 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 SAE乳液的合成

2．2．2 乳液性能的检测及结构表征

2．2．3 配置SAE溶液

2．2．4 淀粉的糊化

2．2．5 表面施胶过程

2．2．6 表面施胶后的处理过程

2．2．7 纸张物理性能的检测

2．2．8 纸张打印性能的检测

2．2．9 纸张电学性能的检测

3 结果与讨论

3．1 SAE合成工艺的确定

3．1．1 聚合单体的选择及对成膜性能的影响

3．1．2 乳化剂的选择及对乳液性能的影响

3．1．3 乳化剂用量对乳液性能的影响

3．1．4 引发剂及对乳液性能的影响

3．1．5 聚合物的结构表征

3．1．6 SAE与淀粉复配对纸张施胶性能的影响

3．1．7 小结

3．2 SAE与淀粉复配对张物理性能的影响

3．2．1 SAE与淀粉复配对纸张白度的影响

3．2．2 SAE与淀粉复配对纸张不透明度的影响

3．2．3 SALE与淀粉复配对纸张平滑度和透气度的影响

3．2．4 SAE与淀粉复配对纸张挺度和抗张强度的影响

3．2．5 小结

3．3 SAE与淀粉复配对纸张打印性能的影响

3．3．1 SAE与淀粉复配对纸张色密度的影响

3．3．2 SAE与淀粉复配对纸张灰阶的影响

3．3．3 SAE与淀粉复配对纸张墨点圆度的影响

3．3．4 SAE与淀粉复配对纸张色差的影响

3．3．5 小结

3．4 SAE与淀粉复配对纸张电学性能的影响

3．4．1 SAE与淀粉复配对纸张体积电阻率的影响

3．4．2 SAE与淀粉复配对纸张表面电阻率的影响

3．4．3 小结

3．5 纸张电学特性与墨粉粘附率的关系

3．5．1 体积电阻率与墨粉粘附率

3．5．2 表面电阻率与墨粉粘附率

3．5．3 小结

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢

附录