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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。几种涂布白板纸的主要生产工艺及欧美的有关技术公布时间:-7-10作者: 郑州复兴纸业白板纸车间几种涂布白板纸的主要生产工艺及欧美的有关技术谈永年(中国制浆造纸工业争论所,北京, 100020)摘 要概述了 CRB、 CUK 和涂布 SBS 纸板的生产工艺、 质量要求及其影响因素,同时列举了欧美这 3 种涂布白板纸的有关技术。关键词白板纸再生浆牛卡白板纸 未漂硫酸盐浆 漂白硫酸盐浆 多长网 屡次涂布涂布白板纸的主要产地北美和西欧,近年来发表的年报和年会资料中常使用CRB、 CUK 和涂布 SBS 等名词,如 1996 年公布的北美涂布
2、白板纸产量 1060 万 t 中,涂布 SBS 占 54%,CRB 占 27%, CUK 占 18%,铸涂纸板为 1%;1996 年公布的西欧涂布白板纸产量 580 万 t 中,CRB 占 36%,涂布 SBS 占 7%, CUK 占 3%,铸涂纸板为2%,而CRB 和涂布SBS 用于折叠卡纸的又共占 34%, CUK 和涂布SBS 用于液体包装纸的共占 18%。上述名词中 CRB (CoatingRecycled Paperboard)即涂布再生浆纸板,在西欧它还包括涂布挂面再生浆纸板(CoatingWhite Lined Chipboard); CUK (Coating Un-bleach
3、ed KraftBoard)即涂布未漂硫酸盐浆纸板;涂布 SBS (Coated Solid Bleached Sulfate Board)表示涂布全漂白硫酸盐浆纸板。实际上北美的CUK 和涂布 SBS 有时为改进抄造性能和降低本钱常掺用局部再生浆。北美和西欧地区国家按纸板的浆料组成对涂布白板纸进展这样的等级分类是很有意义的。首先它包涵了绝大多数的涂布白板纸品种,更主要的是同时将迄今流行的,成熟有效的涂布白板纸生产工艺、 技术装备进展了相应的归类。正由于如此,上述这些名词现正渐渐被业内人士生疏和认同。文中概述了 CRB、 CUK 和涂布 SBS 的主要生产工艺,同时比较了北美和西欧有关的技术特
4、点。1 CRB再生浆纸板主要由短纤维、 游离填料、 含污点的纤维和低亮度衬浆组成。面层浆配比、 成形和外表处理是生产的关键。另外涂料组成、 涂布方式和关心设施对 CRB 产品的质量也有重要影响。屡次涂布和背涂的运用能进一步提高产品质量, 为 CRB 产品开拓的市场。1?1 外表处理CRB 原纸板宏观平滑度差,纸机湿部成形的缺陷,涂布难以完全遮盖,涂料不行能光填充宏观呈现的孔隙,因此原纸板必需进展外表处理以提高涂布效能。适度施胶或在纸板外表进展成膜加工是有利的。施胶后,短纤维、 污染物及面衬和底衬浆层中的松散填料能被牢结实着,防止涂布时掉粉掉毛。外表施胶也能阻挡涂布时水和胶粘剂向纸页的迁移,削减
5、胶粘剂用量。但过量的施胶会减弱涂层与纸页的结合,会因胶粘剂不能适量渗入纸页皆富集在涂布纸面而降低油墨吸取。内施胶可与上述纸机干部的施胶联用以改进涂料的保存性。淀粉、 羧甲基纤维素(CMC)和聚乙烯醇(PVA)是常见的外表施胶剂。再生浆纸板常见的外表施胶设备是带水槽的多辊压光机。水槽的位置,水槽中施胶液的种类,温度和粘度均能影响施胶效果。水槽设置越高施胶整饰度亦高,外表更平滑;水槽设置较低,施胶外表孔隙较大,涂布时需提高涂布量。选用高位水槽的压光机施胶能改进微观平滑度,但不利于纸页紧度的降低。施胶后涂布前的纸页水分和温度是重要把握参数。水分含量过高易产生条纹和亮斑;水分含量过低纸板外观黯淡少亮泽
6、,涂布时水分和胶粘剂会过多渗入纸页使涂布外表的胶粘剂用量缺乏,降低外表强度。原纸板的温度对涂料和纸板外表的相互作用有影响,为防止胶粘剂迁移,涂布时纸板的温度不应超过 60。1?2 涂布方式CRB 不管承受一次涂布或两次涂布均应考虑产品印刷和后加工性能的要求。一次涂布时常见的是气刀涂布机。气刀涂布是仿形涂布,涂布量均匀,掩盖性好,能较有效地遮盖低亮度衬浆、 剩余墨迹和污斑。单面两次涂布较流行的是承受先刮棒后气刀的组合涂布方式。两次涂布可获得外表平滑度更好的适于轮转凹印的较优产品。两次涂布有时也承受两次刮棒涂布甚至再用刮刀进展面涂的组合涂布方式。1?3 涂料组成涂料组成对 CRB 的外观和印刷性能
7、有重要影响。涂布颜料的选用因涂布方式而异。一次涂布应选用掩盖均匀、 不透亮性好的细粒级颜料,使涂布外表的油墨吸取,光泽度,整饰性和印刷适性一步到位。两次涂布是由刮棒涂底获得平坦的底涂层,选用的颜料能够是 No?2 瓷土和煅烧土使底涂层有较开放的构造。气刀用于面层涂布,高折射率的 TiO2 常见作面涂颜料。涂布白板纸选用的胶粘剂应有足够的胶粘强度和柔韧性。CRB 常见的胶粘剂是丁苯胶乳(SBR),丙烯酸乙烯酯胶乳,聚醋酸乙烯酯胶乳(PVAC)和酪素胶。涂料组成中的助剂各有特别功能,它们的主要作用是保证涂布作业的运转适性。CRB 生产时由于组成浆料亮度低,涂料配方中常添加微量色料调整产品色相。1?
8、4 关心设施再生浆板由抄造、 外表处理至涂布作业污染源较多。衬浆中不能筛除的污染物最终会带入涂料系统并随刮棒、气刀刮下的涂料回流到涂料贮存槽,涂布头因高温、 干结的涂料作为污染物也会进入涂料系统,累计污染严峻,要求涂料筛选系统有很高过滤效率,各道筛选应有定期排渣自动清洗的力气。屡次涂布和背涂在 CRB 生产中的运用是今后的方向。有效地选用不同功能的底涂料和面涂料配方,适量提高涂布量能更好地遮盖原纸板亮度低等缺陷,可放宽对面衬浆的亮度要求。背涂可封闭纸板反面的污斑,阻挡它们转移至面层,同时使背层的短纤维更好地固着。北美和西欧 CRB 的生产工艺技术见表 1、表 2。2 CUK纸板比纸厚,因此涂料
9、对纸板横截面的界面作用要小得多,最终涂层所能呈现的整饰效果比涂布纸也小得多。因此纸板的成形和外表性能对涂布产品质量的影响更大。CUK 原纸板宏观和微观外表都很粗糙,经过增加阔叶木浆用量,掺用少量再生浆可局部改进外表粗糙度,选择多层成形器、 选用多舱式流浆箱的湿部成形是保证原纸板质量的关键。一般而言,芯层或底层可含强度高的针叶木浆, 面层则用高组分的阔叶木浆。上述浆料组成的原纸板撕裂度、 抗张强度好,厚度适宜,挺度好,可压缩性好,孔隙度和外表处理后的平滑度均适于印刷作业。2?1 外表处理CUK 原纸板亮度低,经外表处理可提高涂布效果。外表处理一般在湿部或施胶压榨或湿压光时实施。湿部处理包括在面层
10、浆中加瓷土填料以改进原纸的亮度和色相;还包括把握面层浆的内施胶量以利于施胶压榨或湿压光时施胶剂的留着和涂布时涂料的保持。施胶即是施胶剂的外表成膜加工,利于把握涂料留着,削减外表沾污。外表处理时选用颜料化的施胶液能进一步改进外表亮度,削减外表斑纹的显露,起预涂布作用。2?2 涂布方式外表处理后的 CUK 原纸板与漂白浆的原纸板相比,在亮度和粗糙度方面仍有明显缺乏,能够考虑承受屡次涂布方式使最终产品的光学性能和印刷质量到达较高水平。屡次涂布皆涂于原纸板的一面,有时虽用湿对湿的涂布方式但一般每层涂布后都需枯燥。现以单面两次涂布举例说明。底涂目的是打底,填充外表孔隙及低凹区以形成平坦的、 色调均匀的底
11、涂面。要求底涂料必需是高固含量, 有较高的粘度,很快能形成不流淌涂层,既能填平孔隙又能固着定位而不沉陷,到达宏观平坦的目的。CUK 原纸板亮度低、 外表粗糙,而刮棒涂底首先考虑的是涂平,因此实际上涂层厚度是不均一的,低凹处涂料多,凸起处涂料少,底涂后仍会显露深浅不同斑纹。当底涂料与原纸板亮度色泽反差大时,上述斑纹更显而易见。因此底涂料应选用低亮度颜料,并把握色调和谐。面涂料的选择应首先考虑与底涂层的结实结合,必需有高的亮度和不透亮度以进一步改进涂面的平滑度。面涂方式因产品用途而异,刮刀、 刮棒和气刀都可选用。承受三次涂布方式时其次次涂层可参照上述面涂料组成,第三次涂布的涂料应侧重亮度和光泽度的
12、改进。CUK 生产中常承受的有 3 种涂布方式。第 1 种是刮刀涂布机,辊式上料或短驻留上料系统结合硬刮刀或弯刮刀计量元件;第 2 种是刮棒涂布装置, 选用平滑的光棒或呈凹纹的钢丝刮棒为计量元件;第 3 种是气刀涂布机,藉高速线性气流吹刮出仿形涂层。刮刀和刮棒常见于底涂。刮刀涂底平坦性好,但底层深浅斑纹也最明显,涂面易消灭条痕和刮伤,硬刮刀更甚。刮棒涂布,条痕少斑痕也较不明显,但涂层平坦性较刮刀逊色。气刀涂布的优点如前述厚度均一、掩盖好,印刷效果好,缺点是涂料固含量较低,涂布速度受制约,一般低于450m/min。屡次涂布时面涂承受气刀和刮棒的仍占多数。2?3 涂料组成底涂料的颜料常由 12 种
13、颜料组成。面涂料的颜料组成较简洁,一般都使用 TiO2和类似的高白度颜料,如高白度瓷土、 煅烧土或合成颜料。CUK 常见的胶粘剂是粘结力强的合成胶乳或胶乳和酪素胶、 CMC 的复合体系。CUK 选用的助剂和其它涂布产品的涂料助剂相像。2?4 关心设施涂布机的枯燥系统一般不用于原纸板的枯燥。IR (红外)枯燥常见于涂层初始阶段的预热,以高的热流通量使涂层很快到达高温,去除大量水分主要由热风枯燥器完成。热风枯燥或单独使用或与烘缸并用,其优点是与纸页不接触避开外表沾污。CUK 的外表整饰承受光泽压光或刷光的方法。光泽压光是两辊单压区,与涂面接触的是高度抛光的热辊,与反面接触的是外表由塑胶包覆的,作业
14、时能产生适度形变的辊子。线压负荷为 80700kN/m,热辊温度范围是 93315,塑胶包覆辊外表硬度为 530P&J。光泽压光对纸板的松厚度和涂层不透亮度保持好,能提高产品平滑度和光泽度。原纸板成形差时间泽压光会产生亮斑,严峻时会导致印刷时漏印。光泽压光时压光机线速度及纸板厚度是压区滞留时间的函数。纸板厚度偏高时压区滞留时间增加,压光机线速度降低时压区滞留时间也增加, 对热整饰效果有利。光泽压光的外表整饰度也受涂布白板纸水分的影响,但这种影响不如超级压光机的明显,刷光整饰更有利松厚度和不透亮度的保持。在确定程度上刷光可补偿涂面的不规章性。它的缺点是刷子使用期短,本钱高,并有在外表沉积碎屑,产
15、生瑕疵的风险。刷光整饰要求涂布外表强度高,另外承受刷光整饰的面层涂料中需追加润滑剂。北美和西欧 CUK 的生产工艺技术见表3 及表 4。3 涂布 SBS涂布 SBS 主要选用干净的漂白硫酸盐浆,一般阔叶木浆用量多于针叶木浆,由于前者有更好的成形特性和可压缩性。SBS 配浆时阔叶木浆为 60%90%。为改进抄造性能和降低本钱,某些涂布 SBS 工厂的浆料组成含局部再生浆,最高掺用量达30%。北美 SBS 生产主要用单长网机;与之相反,西欧国家较多用多长网成形,一样之处是她们都考虑选用了上网以改进湿纸页成形,同时增加脱水速率。3?1 外表施胶SBS 的外表施胶旨在提高外表强度以适应日趋高速的胶版印
16、刷,另外的作用是改进挺度削减掉毛。常见的外表施胶剂是淀粉溶液及 PVA、 CMC 等。胶乳和碳氟化合物有时也用作外表施胶,以满足某种特别性能如抗油脂性的要求。施胶液中有时还常掺用适量颜料,目的是充填外表孔隙、 改进平滑度提高枯燥效率,起到类似预涂的作用。带水槽的施胶压榨是美国较常见的施胶方法,已使用了多年。但这种常规的湿压或湿整饰被广泛承受时觉察诸多因素影响其生产效率的提高。如外表存在空洞和碎屑时,易导致湿断裂;热能效率较低、 枯燥负荷较高以及易发生沾辊和湿压后外表掉毛。当前,在美国计量施胶压榨的使用越来越普遍。它节约热能,另外当水分含量高的 SBS 经过计量施胶压榨时,消灭湿斑的可能性小。西
17、欧广泛承受软压和硬压结合的压光施胶方法,抑制了湿压带来的运转适性差的缺点。3?2 涂布方式50 年月后期刮刀涂布机开头用于涂布 SBS 生产。刮刀/刮刀的组合涂布方式使用日益广泛。刮刀涂布促进了当代涂布技术的不断改进和完善,促使人们对涂布工艺有了较深刻的生疏,包括:更加突出了涂布基材的重要性;强化了对高固含量涂料的生疏,对涂料流变特性和对涂料保水性及亲水胶体的生疏;促进了涂料筛选系统的完善和高效自动清洗筛选技术的进步;推动了废涂料回收再用技术和工艺的开发研制。刮刀涂布不能容忍成形和外表性能差的涂布基材,刮刀涂布作业中条痕和刮斑至今仍是较难解决的问题。尽管如此,在生产高质量的涂布SBS 产品中,
18、刮刀涂布仍发挥着格外重要的作用。涂布 SBS 产品于 60 年月初增长速率最快,每年超过 10%,至 1996 年北美、 西欧的年增长率保持在 2?0%2?5%。如此高的增长可归功于涂布 SBS 产品质量的不断提高及刮刀涂布技术的不断完善和其本身的优势。3?3 涂料组成设计涂布 SBS 底涂料组成时,选用的颜料应赐予涂层确定的微观粗糙度,颜料粒径及瓷土和CaCO3 的比例是重要参数,平均粒径1?42?0m 的粗CaCO3 和No?2 瓷土是底涂颜料的适宜选择;颜料的亮度应与原纸板的相适应;颜料与胶粘剂结合一起时能形成不至密较开放的构造;使底涂层有适宜的孔隙;胶粘剂的胶粘强度、胶乳粒径及稳定性是
19、选择的重要依据;亲水胶体能赐予涂料良好的流变性和保水性,保证刮刀涂布的运转适性。推举的底涂料配方是: 2040 份粗 CaCO3, 6080 份 No?2 瓷土, 1416 份 PVAC 或 SBR。涂布量 810g/m2。底涂料配方的改进趋势是增加CaCO3 用量。高含量CaCO3 配方可提高涂料固含量, 削减胶粘剂用量,赐予涂料更好的流变性,改进涂布机运转适性,改进涂面微观孔隙度和降低涂料本钱。设计面涂料组成时:不需选用高折射率的 TiO2 颜料,因原纸板亮度高。面涂的主体颜料能够是No?1 瓷土,如需获得更高涂面亮度,可在面涂料中选用超细aCO3,用量以光泽度不明显降低为限。也可选用实芯
20、或空芯型的聚苯乙烯合成颜料进一步提高涂布 SBS 外表的光泽度,亮度,油墨凡宁水保持和平滑度。面涂料首选的胶粘剂一般是 PVAC,它有良好的光热稳定性和孔隙性,常与合成颜料并用增加涂面光泽和油墨凡宁水保持。酪素胶有时也和合成颜料并用,可防止合成颜料在高温热风枯燥或光泽压光时不粘连。SBR 也是较常见的面涂料胶粘剂,常与酪素胶或 PVAC 共用以获得光泽,凡宁水保持和外表强 r 度均佳的综合效果。苯丙胶乳是很有特性的胶粘剂,其光热稳定性好,胶粘强度高有良好的抗油渗性。苯丙胶乳价格较 PVAC 和 SBR 贵,但近年来的用量在持续增长。推举的并在很多工厂实际使用的涂布 SBS 面涂料配方是: 85
21、90 份 No?1 瓷土, 510 份超细 CaCO3, 5 份合成颜料, 1719 份 PVAC 和 13 份酪素胶。涂布量 810g/m2。3?4 压光整饰涂布 SBS 的压光整饰主要是为了提高平滑度增加光泽度。近 35 年来涂布 SBS 产品已由常规的高密度级产品转为低密度级产品。这一转变与压光技术的改进相关连,由原来承受的多压区硬压光变为承受软压区的光泽压光,保持了产品良好的松厚度。涂布 SBS 光泽压光的生产工艺与前述 CUK 的相类似。北美和西欧涂布SBS 的生产工艺见表 5 及表 6。结语CRB, CUK 和涂布 SBS 由于纸板浆料组成不同,因此它们的生产工艺也不尽一样。涂布
22、SBS 外表性能好亮度高,在折叠卡纸的市场已保持了多年的优势。可是,近年来 CRB 经过原纸板的外表处理, CUK 经过提高阔叶木浆的用量,工艺上优化了涂料配方,承受了预涂和屡次涂布及整饰技术,使它们和涂布 SBS 在印刷质量和后加工性能的差距逐步缩小。印刷技术的进展和价格因素的影响将使 CRB、 CUK 成为涂布 SBS 的强劲竞争对手。不同浆料组成的涂布白板纸,在配浆、 抄造工艺和涂布技术方面,北美和西欧各有异同。北美生产涂布 SBS 和 CUK 不用机械浆而掺用少量再生浆,生产 CRB 时则用 100%再生浆;西欧生产涂布 SBS 时全部用漂白浆,生产 CRB 有时用漂白浆挂面。西欧的纸
23、板抄造偏向用多长网成形,北美仍以单长网为主。涂料组成方面,西欧的用 CaCO3 用量明显偏高,胶粘剂用量减少,而且不用酪素胶因而降低了涂料本钱。但最资料说明在涂料配方的选用上, 北美开头趋向欧化。另外,欧美的涂布 SBS 生产工艺及产品都完成了升级换代。因此总体上讲,欧美在涂布白板纸生产技术方面的差异已渐渐缩小。涂布白板纸是怎样的生产制造工艺流程?涂布白板纸何为涂布白板纸涂布白板纸属于包装纸板的范畴 , 它是在原纸板上涂布白色涂料后 , 经整饰加工制成的加工纸板。其定量一般在 200gm2 以上, 厚度在 0.1mm 以上, 主要用于单面彩色印刷后制作包装盒。涂布白板纸的性能特点涂布白板纸涂布
24、面白度较高, 平滑度、 油墨吸取性和印刷光泽度都很好 , 纸板本身又具有很好的挺度和耐折度 , 因此既能进展高质量的彩色胶印及凹版印刷, 又能满足包装的要求, 是制作中高档商品包装盒的优质材料。涂布白板纸的类型涂布白板纸依据质量水平不同分为 A、 B、 C 三等。选择时, 应考虑到产品类型、 规格和质量等级等几个方面。A 型白板纸: 外表使用漂白化学木浆, 芯层和底层使用硫酸盐木浆、 机械木浆、 上等废纸等, 其耐折性能好, 用于生产小纸盒。B 型白板纸: 外表使用漂白化学木浆或是上等白废纸 , 芯层和底层使用废纸浆。C 型白板纸: 使用较 B 型白板纸更低级的原料, 现在已不生产。涂布白板纸
25、的构造涂布白板纸由二次涂布层、 面层、 芯层、 底层、 一次或二次涂布层构成, 如图 1 所示: 1 层和 5 层为涂布层, 其作用是提高涂布白板纸的白度和印刷效果; 2、 4 层为硫酸盐木浆、 机械木浆、 脱墨后的废闻纸纸浆, 其作用是保持白板纸的强度和白度; 3 层为混合的废闻纸纸浆、 废杂志、 废瓦楞纸板纸浆, 其作用是增加白板纸的厚度、 降低白板纸的本钱、 提高白板纸的油墨吸取性。涂布白纸板的分类及技术指标各国对涂布白纸板的分类不尽一样。中国当前主要有单面涂布灰度白纸板、双面涂布白卡纸两种。单面涂布灰度白纸板的定量有 200gm2、 220gm2、250gm2、 270gm2、 300
26、gm2、 350gm2、 400gm2、 450gm2; 双面涂布白纸板的定量有 200gm2、 220gm2、 250gm2、 270gm2、 300g m2、 350gm2、 400gm2。涂布白纸板一般以平板纸为主, 尺寸为 787mm1092mm、 880mm1230mm, 也有卷筒白纸板。单面涂布灰度白纸板的技术指标可参考 QB101191 标准, 双面涂布白卡纸的技术指标可参考 ZBY3202490 标准。涂布白板纸的技术要求1. 高强度。高强度是包装材料应具备的根本性能。2. 具有良好的加工性能。3. 有良好的印刷适应性。适应胶印、 凹印等多种印刷方式。4. 重量轻, 有适当的缓冲性。白板纸具有这些特点, 对保护内容物和改进运输性能格外有利。当前, 国内涂布白板纸的生产销售企业主要有佛山华丰纸业、 河北丘县原生纸业、 石家庄市华洋纸业、 莱州市鸿鑫涂布纸、 富阳永兴纸业、 安徽阳光纸业有限