EN
VAE Emülsiyonunun Kağıt Yüzey Pürüzsüzlüğünü Nasıl Artırdığı
Film Oluşumu ve Yüzey Düzleştirme Mekanizması
VAE emülsiyonu, kağıt yüzeylerini daha pürüzsüz hale getirmede filmleri oluşturma şekli nedeniyle harika sonuçlar verir. Malzeme kuruduğunda, bu küçük polimer parçacıkları aslında kağıdın yüzeyi boyunca sürekli ve esnek bir film gibi bir araya gelir. Bu, nem ayrılmaya başladığında ortaya çıkan kapiler kuvvetler nedeniyle gerçekleşir ve daha sonra polimer zincirleri birbirine karışmaya başlar. VAE'yi diğer sert bağlayıcılardan ayıran şey, kağıttaki liflere gerçekten uyum sağlayabilen termoplastik özelliğidir. Testler, bunun ISO 8791-4 standartlarına göre yüzey pürüzlülüğünü yaklaşık %35 oranında azaltabileceğini göstermiştir. Sonuç olarak, mürekkebin baskı sırasında aşırı yayılmasını önlemeye yardımcı olan, ancak kağıdın temel yapısını veya nefes alabilirliğini bozmayan daha düz bir yüzey elde edilir.
Pürüzsüzlük Gelişiminde Parçacık Boyutu ve Cam Geçiş Sıcaklığının (Tg) Rolü
Kaplanmış yüzeylerin pürüzsüzlüğü, süreçte kullanılan polimerlerin iki özelliğine principalmente bağlıdır: partiküllerin büyüklüğü ve katı halden yumuşak hale geçtikleri sıcaklık (Tg olarak adlandırılır). Yaklaşık 80 ila 150 nanometre civarında nano ölçekli partiküllere indiğimizde, bu minik parçacıklar aslında mikroskobik düzeyde yüzeyleri pürüzlü yapan dar boşlukların derinliklerine kadar nüfuz eder. Cam geçiş sıcaklığının (Tg) kendisi de hassas bir ayar gerektirir. Daha düşük Tg'ye sahip polimerler kururken daha uzun süre esnek kalır ve böylece daha iyi bir yüzey dokusu sağlar. Ancak Tg değerini yükselttiğimizde malzeme, nemli ortamlarda depolama sırasında veya kalender ekipmanlarından geçirilirken yapışmayı karşı daha dirençli hale gelir. Bu iki faktörün doğru ayarlanması, modern yüksek hızlı kaplama makinelerinde standart bağlayıcıların elde edebileceğinden çok daha iyi olan, çoğunlukla 300 saniyenin üzerinde Bekk pürüzsüzlük değerleri verir.
VAE Emülsiyonu ve Geleneksel Bağlayıcılar: Pürüzsüzlük Performansı Karşılaştırması
ISO ve Bekk Pürüzsüzlük Ölçütlerini Kullanarak Nişasta ve Stiren-Bütadien Latekse Karşı Kıyaslama
Testler, ISO 8791-4 hava sızdırma yöntemi ve Bekk pürüzsüzlük standartlarına göre değerlendirildiğinde, VAE emülsiyonlarının nişasta ve stiren-bütadien (SB) latekse kıyasla daha iyi performans gösterdiğini ortaya koymaktadır. Ancak nişasta bağlayıcıların bazı sınırlamaları vardır. Sert molekülleri ve yüzeyde çok sayıda küçük delik oluşturme eğilimi nedeniyle genellikle 100 saniyenin altında Bekk değerleri verirler ve yüzey boyunca oldukça düzensiz filmler meydana gelir. SB lateks suya karşı direnci artırıcı etki sağlasa da, hızlı kurutulduğunda çatlamaya yatkındır ve bu durum genel pürüzsüzlüğü olumsuz etkiler. İşte bu noktada VAE dikkat çekmektedir. Viskozite ve elastikiyet arasında sahip olduğu eşsiz denge ile düşük cam geçiş sıcaklığı, kusursuz olmayan yüzeylerde bile hatasız filmler oluşmasını sağlar. Bu filmler alt tabakadaki küçük pürüzleri oldukça etkili bir şekilde doldururlar. Bağımsız şirketler tarafından yapılan gerçek dünya testleri bunu desteklemektedir. VAE kaplamalar tipik olarak 200 ile 320 saniye arasında Bekk pürüzsüzlük değerleri elde eder ki bu, nişastanın ulaşabildiği seviyeye kıyasla yaklaşık %30 ila %50 daha iyidir. Ayrıca bu kaplamalar parlaklığını eşit şekilde korur ve lekeli alanlar oluşturmaz. Yüksek kaliteli baskı işleri yapan işletmeler için bu, mürekkep yayılmasının azalması ve genel üretim sonuçlarında önemli iyileşmeler anlamına gelir.
Maksimum Pürüzsüzlük için VAE Emülsiyonu ile Kaplama Formülasyonlarının Optimizasyonu
Kalsiyum Karbonat ve Reoloji Modifikatörleri ile Sinerjik Etkiler
VAE emülsiyonları kalsiyum karbonat (CaCO3) ile çok iyi çalışır ve dolgu maddesiyle polimerin birlikte faydalı şekilde etkileşimi sayesinde daha pürüzsüz yüzeyler oluşturulmasını sağlar. Düşük yüzey gerilimi, bu küçük kalsiyum karbonat partiküllerinin (2 mikrondan küçük) karışım boyunca eşit şekilde yayılmasını sağlar. Bu eşit dağılım, can sıkıcı küçük boşlukların azalmasına ve yüzey hatalarının oluşmasının önlenmesine yardımcı olur. VAE'yi, bağlayıcı kalınlaştırıcı adı verilen belirli türdeki kalınlaştırıcılarla karıştırdığımızda ilginç bir şey olur. Formülasyon, uygulama sırasında ne tür bir zorlamaya maruz kalırsa kalsın, iyi akış özelliklerini korur. Böylece uygulama sırasında akma veya sarkma ihtimali azalır, ancak uygulamadan sonra malzeme yine de düzgün bir şekilde seviyelenir. Bunun mümkün olmasının nedeni nedir? Aslında VAE'nin pigment partikülleri ile alttaki kağıt yüzeyi arasında kalan boşluklara tam olarak oturan, 0,5 ila 2 mikron arasında değişen doğal partikülleri bulunur.
Katı İçerik, Kaplama Ağırlığı ve Parlaklık Dengesi—Pürüzsüzlük Arasındaki Ödünleşimler
VAE emülsiyonları, genellikle %55 ila %65 arası katı madde içeriğine sahip yüksek katı içerikli formülasyonlarla oldukça iyi çalışır. Bu, üreticilerin hâlâ pürüzsüz yüzeyler elde ederken 8 ile 12 gram arasında daha ince kaplamalar uygulamasına olanak tanır. Ek bir avantaj olarak, bu yöntem eski bağlayıcı teknolojilerine kıyasla kuruma enerjisi ihtiyacını yaklaşık %18 oranında azaltır. Ancak belirtilmesi gereken bir sınırlama vardır. Katı madde içeriği çok yüksek olduğunda, istenenin üzerinde parlak yüzeyler oluşabilir ve bu durum özellikle premium kaliteli ürünler için önemli olan dokunma hissini olumsuz etkileyebilir. Uygun dengeye ulaşmak, yine aynı 8-12 g/m² değerleri civarında görünüyor. Bu aralıkta Bekk pürüzsüzlük test sonuçları 300 saniyenin üzerinde çıkmakta ve parlaklık seviyeleri çoğu baskı uygulamasının kabul edilebilir sınırlar içinde kalmakta, 75 derecede yaklaşık 65 GU'nun altında bir ışıltı sağlanmaktadır. Daha iyi film oluşturma özellikleri gerektiren uygulamalar için, eksi 5 °C'den 10 °C'ye kadar değişen düşük Tg'li VAE türleri olağanüstü iyi performans gösterir. Ancak bunların, uygulama sırasında çok gözenekli malzemelerin içine fazla sızmasını önlemek amacıyla reoloji değiştiriciler adı verilen özel katkı maddelerine ihtiyaç duyması söz konusu olabilir.
Yazıcılar ve Kaplamacılar için Uygulama Kılavuzu
VAE emülsiyon bağlayıcılarla çalışırken pürüzsüz bir yüzey elde etmek, gerçek üretim ortamlarında işe yarayan bazı temel faktörlere dikkat etmeyi gerektirir. Öncelikle kaplamanın viskozitesi yaklaşık 800 ile 1200 mPa.s aralığında olmalıdır. Özellikle hat hızları dakikada 600 ila 1000 metre arasında iken rahatsız edici çizgilerin oluşmasını önlemek adına asosiatif kalınlaştırıcıların kullanımı büyük fayda sağlar. Kurutma açısından bakıldığında, çoğu tesisin kademeli kurutma süreçlerini tercih etmesinin iyi nedenleri vardır. Sırasıyla ilk kurutma bölgelerinde 90 ila 110 °C arasında sıcaklıklarla başlanmalı, böylece istenmeyen kabarcıkların oluşumu önlenebilir. Daha sonra son aşamalarda sıcaklık 110-130 °C'ye çıkarılarak filmin düzgün şekilde oluşması sağlanmalıdır. VAE emülsiyon katılarının konsantrasyonu da önemlidir. Yüzey boyunca eşit dağılımı sağlamak için toplam pigment ağırlığının yaklaşık %12'si ile %18'i arasında bir oran hedeflenmelidir. Ayrıca sarım işlemlerinde nem kontrolünü unutmamak gerekir. Ortam koşullarının %60 bağıl nemin altında tutulması, ileride yapışma sorunlarının önüne geçmede büyük fark yaratır.
Kaliteyi kontrol etmek için rulonun üç farklı noktasında Bekk pürüzsüzlüğünü ölçmenizi öneririz. 300 saniye veya üzeri bir değer, premium kalite malzeme kullandığımız anlamına gelir. Ancak değerler 200 saniyenin altına düşerse bir ayar yapılması gerekir. Ya kalenderleme basıncını 100 ila 200 kN/m arasında bir değere getirin ya da VAE içeriğini yaklaşık %2-3 artırın. Bu küçük değişiklikler nihai ürün kalitesinde büyük fark yaratabilir. Haftalık 75 derece parlaklık testlerini yapmayı da unutmayın; bunlar bağlayıcının göç problemlerini erken yakalamaya yardımcı olur. Ayrıca her yeni partiye başlamadan hemen önce viskozimetreleri kalibre ettiğinizden emin olun. Geri dönüştürülmüş elyaflı substratlar özel dikkat gerektirir çünkü bunlar daha gözeneklidir. Bu tür malzemelerde kaplamadan önce %0,5 ila %1,5 oranında tutucu katkı maddesi uygulamak, istenen düzgün ve pürüzsüz yüzey görünümünü elde etmek açısından oldukça etkilidir.
SSS
VAE emülzyonu nedir?
VAE emülsiyonu, yüzey pürüzsüzlüğünü ve esnekliği artırmak için kaplamalarda kullanılan bir polimer türüdür. Daha pürüzsüz yüzeyler elde etmek için özellikle kağıt üretiminde etkilidir.
Partikül boyutu yüzey pürüzsüzlüğünü nasıl etkiler?
Daha küçük partikül boyutları kağıttaki mikroskobik boşlukları doldurabilir ve böylece daha düzgün bir yüzey sağlar. 80 ile 150 nanometre arasında olan partikül boyutları özellikle etkilidir.
Cam geçiş sıcaklığı (Tg)'nin önemi nedir?
Cam geçiş sıcaklığı (Tg), bir polimerin sert bir durumdan esnek bir hâle geçtiği sıcaklıktır. Daha düşük Tg değerleri kuruma sırasında daha iyi esneklik ve daha pürüzsüz yüzeyler sağlar.
VAE emülsiyonu diğer bağlayıcılarla karşılaştırıldığında nasıl bir performans gösterir?
VAE emülsiyonu, daha yüksek Bekk pürüzsüzlük değerleri elde etmede nişasta ve stiren-bütadien lateksi gibi geleneksel bağlayıcılardan daha üstün performans gösterir ve bu da yüzey kusurlarının azalmasına neden olur.
Kalsiyum karbonat ve reoloji düzenleyicilerin rolü nedir?
Kalsiyum karbonat ve reoloji modifikatörleri, VAE emülsiyonunun akış ve seviyeleme özelliklerini iyileştirerek kaplamaların pürüzsüzlüğünü artırır.