年产十七万吨白卡纸涂布工段工艺设计毕业设计(编辑修改稿)

年产十七万吨白卡纸涂布工段工艺设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

1 1. 总 论 设计范围 涂布工段、上料系统、涂料制备的工艺 设计。 内容包括设计方案的确定、设备选型、编写设计说明书，并画出工艺流程图。 设计指导思想 本设计中所选的设备及工艺条件力求于稳妥、先进、可靠。 在稳妥的条件下，尽量选用可靠的设备及工艺流程。 所选用的设备要均一，使整个系统处于平衡。 从涂料方面考虑社会卡对光泽度、粗糙度和白度有较高的要求。 在设计中所采用的流程及设备，在生产上应适应多种原料及品种，在成熟合理的基础上，考虑节能以及必要的仪表，并考虑到今后增产的可能性。 在设计过程中，还要考虑到全厂的合理规划，运输道路合理规划。 从环境方面考虑，涂料的排放标 准应达到国家要求。 2 技术指标要求 社会卡是高档涂布白卡纸的一种，高档涂布白卡纸适应于凹印、胶印、凸印及复合加工，主要用于香烟包装、药品包装、明信卡片和日历等。 高档涂布白卡纸分为卷筒纸和平板纸。 卷筒纸和平板纸尺寸按照订货合同的规定 平板尺寸允许偏差177。 30mm，偏斜度偏差不许超过 3mm，张数允许偏差177。 %； 3 卷筒纸纸幅尺寸允许偏差177。 21mm。 外观 ①纸面涂布均匀，厚薄一致，直面不许有掉毛、掉粉以及分层现象。 ②纸面要平整，不许有严重翘曲，不许有明显刮刀痕。 ③纸的端面切边整齐，不许有毛边、裂口。 ④纸面不许 有折子、破洞、涂料块、锈斑等。 ⑤卷筒纸每卷不许有接头，卷筒直径按照订货单执行。 ⑥纸张色泽一致，每一批次不许有明显色差。 产品技术标准 表 产品技术标准 技术指标 项目 单位 偏差 规格 社会卡（ FBB） 190 210 230 250 270 300 350 400 定量 g/㎡ 177。 3% 190 210 230 250 270 300 350 400 横幅定量差 % ≤ 4 厚度 μ m 177。 15 245 275 305 335 365 415 500 570 挺度 Taber15176。 纵向 ≥ 11.0 横向 ≥ 表面吸水值（ 60s） g/㎡ 正面（印刷面）：≤ 40；反面：≤ 100 白度（ R457） % 正面（印刷面）：≥ 88（有增白剂） 印刷表面粗糙度（ ） μ m ≤ 光 泽度（ 75176。 ） % ≥ 50 尘埃度 个 /㎡ 178。 ~178。 不多于 20；＞ 178。 不许有 水份（交货） % 177。 1.5 4 印刷表面强度（中粘油墨） m/s ≥ 印刷光泽度 % ≥ 85 层间结合强度 J/㎡ ≥ 120 注： ，但是不作 为交货实验的依据。 ，但是不作为交货实验的依据。 、芯、底三层结构，用浆分别是漂白化学木浆、漂白化学机械浆、漂白化学木浆。 纸板正面经过两次涂布，反面一次刮刀涂布。 由表可知，社会卡的主要技术指标有紧度，白度，不透明度，平滑度，层间结合度等。 紧度可以通过提高打浆度，添加填料来实现；白度可以通过使用化学浆，增加填料以及荧光增白剂来实现；不透明度受打浆度的影响，最好通过加填的措施来实现；通过内部施胶满足纸张抗水性能，采用软压光可提高纸张表面的平滑度及光泽度。 涂料的选择与配比 颜料涂布纸的增长率超过总纸张的增长率，颜料涂布纸的产生已有几十年的历 5 史，技术成熟，促进和推动了生产颜料涂布纸所需的材料、机械设备及工艺方法的不断改进和提高。 在颜料涂布纸生产过程中，在颜料涂布纸所需的材料，机械设备及工艺方法等三方面的改进，对颜料涂布纸的发展具有重要意义。 在纸和纸板上涂敷涂料的主要目的：改进适印性及外观。 颜料涂料是由颜料和胶黏剂组成。 胶黏剂的作用是将颜料粒子相互粘合并将颜料粒子粘到原纸上；颜料是颜料涂料的主要成分。 颜料、胶黏剂及添加剂 ，一般在配方中的含量 20%。 颜料涂布纸的表面比未涂布纸更均匀，更容易接受印刷油墨，印刷过程容易，提高了印刷质量。 印刷质量的改进，尤其在图像处理或多色印刷的质量显著提高。 颜料涂布与功能涂布的区别：颜料涂布是以提高印刷性能为目的；功能涂布用于提高印刷性能之外的别的目的，不需要加入颜料，或加入颜料不是主要目的。 历史 颜料涂布纸的起源不清楚。 历史证明，几百年前就有使用颜料涂布纸的尝试。 1850 年开始少量生产。 19 世纪后半期，随着技术发展，开始有工业规模产生涂布纸的机械设备和方法。 早期的涂布机是使用刷子涂刷涂料；涂布机的车速很慢，生产效率低，成本高。 尽管如此，但颜料涂布纸的高度美感，还是受到大家的欢迎。 到 1920 年，颜料涂布纸已能大批量生产，估计在美国的消费量为 100000t，大致是总书籍纸的 15%。 印刷颜料涂布纸时，可获得高印刷保真度和外观精美的质量，主要用于印刷协会年报和汽车等高价产品的广告册。 大多数颜料涂布纸的定量在 89148g/㎡的范围内。 主要的涂布颜料是 英国的涂布高岭土 ；常用的胶黏剂是 动物胶。 尽管第二次世界大战，使颜料 涂布 纸的发展受到影响，但颜料涂布纸的产量仍增加了三倍。 在 1950 年 ，颜料涂布纸的产量高达 100 万吨； 20 世纪 5060 年代，颜料涂布纸增长速率稍慢，促仍继续增长。 在 1970 年，美国颜料涂布纸的需要量达 3275000 吨，在 35 年间增加 13 倍，年增长率为 8%；涂布的表面积的增长速度超过 10%。 6 涂布工艺 纸张涂布的原因：（１）提高纸面平滑度 （２）改善纸面覆盖状态 （３）提高纸面遮盖性及网店清晰度 （４） 改善纸页着墨性能 主要类别 颜料涂 布纸主要类型： 单面涂布（ C1S）和双面涂布（ C2S）。 C1S 纸：主要用作标签、包装材料及只有涂布面被印刷的那一类物品，在美国，他的生产量占总颜料涂布纸的 10%左右。 C2S 纸：根据亮度、纤维配比及光泽度等，划分为五个等级。 1 号纸：最亮，含 100%的化学浆； 5 号纸：亮度最低，含一定的机械浆。 美国造纸协会根据亮度对涂布纸分级： 1 号涂布纸：亮度》 85% 5 号涂布纸：亮度《 % 5 号涂布纸约占美国颜料涂布纸总产量的 50%，占双面涂布纸总产量的 50%，占双面涂布纸总产量的 56%。 5 号双面涂布纸，又称 为刊物纸，有 70%用于出版杂志，其余的用于期刊、目录及商业印刷。 自 20 世纪 50 年代以来，主要研究刊物用颜料涂布纸。 由于邮寄和分发费用告诉增加，促使以降低定量来降低运输价格。 在邮寄增加两倍的时期，纸张定量降低了 30%，抵消了增加费用的 1/3。 降低纸张的定量，必须保证对印刷质量没有任何影响。 涂布过程 颜料涂布中使用三种基本物质： 颜料 主要是高岭土、碳酸钙及二氧化钛； 胶黏剂或粘合剂 用作粘结颜料，主要使用的是淀粉、干酷素、大豆蛋白及乳液或胶乳合成树脂； 载体 水； 颜料涂布系统： 静 电方法，该方法，在强的静电场中，涂布物料沉积在纸张上； 7 水性系统法，是最简单、最便宜和最有效的涂布方法，并且是在任何情况下被使用的唯一方法。 看起来，涂敷涂料到纸张上好像是相当简单的操作，如果不考虑质量的话，的确如此。 但是，涂布纸必须满足规定的操作要求，由于设备规模、运转速度等，使操作变得复杂。 尽管多年来对这些方面进行研究，但仍然有许多技术问题需要进行研究。 生产颜料涂布纸时要考虑的因素： ★原纸、颜料及粘合剂等材料的选择； ★制备涂料的步骤； ★涂料的流变性； ★施涂涂料的方法； ★干燥速率； ★成 纸的规格及使用要求。 涂施颜料涂料到纸和纸板上的主要目的是改进适印性。 由于纸的表面同印刷油墨直接接触，据此认为是颜料涂料控制适印性的结论过于简单。 事实上，适印性只是部分受涂料影响，涂层表面的连续性、不均匀性对适印性影响很大；而原纸（或称“涂布基材”）的质量，对适印性的影响是最重要因素。 涂布基材约占双面涂布纸重量的 70%和体积的 90%，它是由纤维形成的多孔物，大多数空隙尺寸微小，构成一个不规则的空隙面积组成的不连续表面。 通过涂施颜料涂料，可改进表面的均一性。 然而，涂布基材表面的变化，会影响涂层的厚度及 结构，尽管表面经施涂涂料，但仍然会存在一些表面不均匀。 涂布基材的缺陷： 成形差和网印， 导致被涂层加重。 尤其是涂布量较低时，要生产高质量的涂布纸，必须使用优质基纸。 影响涂布纸性能及外观的因素： 除涂布基材外，还包括涂料配方的组成，涂布方法，涂布机的操作条件，整饰程序等。 8 这些因素的结合方式，决定涂层的性质及涂布纸的性能。 涂层的表面及结构 由于单根纤维之间及纤维凝聚体之间的断开面积，引起涂布基材产生许多凹陷。 纤维之间的断开面积影响涂布基材的微观粗糙度，最小尺寸 5um。 纸张表面的纤维凝聚体之间的 断开面积的宏观粗度 ,约在 25300um 之间。 除这些表面不平度外，在纤维网格内还有许多的空隙及孔隙；它们的直径约为 15um。 因此，原纸的粗度决定于纤维凝聚物的宏观粗度；或决定于单根纤维的尺寸及纤维间隙的微观粗度。 颜料涂布的任务是用颜料涂料覆盖纤维及纤维絮凝体，产生一个新的平整表面。 在纸张涂布中，使用颜料的平整粒度〈 1um。 最常用的纸张涂布颜料是薄片形状的高岭土，高岭土薄层的径厚比约为 10： 1。 高岭土薄片在图层中平卧 ，涂层的表面的不平度只有 左右。 高岭土表面的粗糙度只是涂布基材厚度的几百分之 一。 在颜料涂布中使用的二氧化钛和碳酸钙颜料，粒子小于 ，具有各向同性。 因此，制备的涂层与高岭土涂层显示同一数量级的平滑度。 应该提到的是，虽然颜料粒度的比造纸纤维小得多，但它们仍然是在使用的光线折射范围之内，因此，它们会影响纸张的光泽度和不透明度等光学性质。 颜料粒子需要胶黏剂或粘合剂将其粘合在一起，并将粒子粘到涂布基材上。 胶黏剂对涂层的外形和孔隙度有一定的影响。 不加胶黏剂的高岭土涂层中，孔隙〈 ，或是高岭土平均粒度的 1/10； 加入胶黏剂的涂层中，孔隙尺寸为。 涂 料中的孔隙度只是涂布基材中的孔隙度的 1/10 或更小。 因此，颜料涂布使涂布基材的孔隙度降低 1/10，是在印刷过程中油墨保留的一个重要因素。 涂布基材表面的 凹陷主要是由纤维造成的微观粗度，所需覆盖形成平整表面的涂料量比覆盖由纤维凝聚体造成的宏观粗度需要的涂料少。 9 倘若颜料涂料试施涂到一个平滑无孔的基面上时，在高倍放大镜下观察，涂层的 厚度均匀和表面平滑。 倘若颜料涂料试施涂到一个平滑有孔的基面上时，涂层的厚度比较均匀，但它的平滑度决定涂料的固含量和基面孔隙度。 倘若颜料涂料试施涂到纸张涂布基材上时，产生的涂料厚 度是不均一的，即各处的涂层厚度均不相同。 有些地方可能完全没有涂料，而另一些地方可能涂层很厚。 要填满涂布基材的粗糙表面需要大量的涂料。 颜料涂料为水基涂料，涂料是施涂到干的涂布基材上。 水基涂料与干的涂布基材接触时，涂布基材会产生膨胀，增加了纸面的粗糙度，因此需要消耗更多的涂料。 3 纸张涂布用的原料 纸张涂布用的涂布基材 颜料涂布纸由三种物料所组成：原纸或涂布基材料及胶粘剂。 按重量计算，涂布基材占 70%，颜料占 25%，胶黏剂占 5%。 按所占估计，涂布基材占 90%，颜料占 9%，胶粘剂占 1%。 另 外，还有一些如分散剂，润滑剂等物料所占比例更小。 涂布基材的质量，是决定颜料涂布纸质量的重要因素。 涂布基材的质量要求： 均一性，匀度，孔隙度，回弹性，强度，水分，亮度，。