高白度轻量涂布白面牛卡纸的设计及实验验证毕业论文.doc
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1、高白度轻量涂布白面牛卡纸的设计及实验验证DESIGN AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF LOW COATED WHITE TOP KRAFT LINER BOARD WITH HIGH BRIGHTNESS专 业: 轻化工程姓 名: 指 导 教 师:申请学位级别: 学士论文提交日期: 2012年6月14日学位授予单位: 天津科技大学摘 要随着人们对产品包装要求的不断提高和包装工业的不断发展,涂布白面牛卡纸除了用于商品的包装和保护,还被广泛用于承印丰富的商品信息。涂布白面牛卡纸既具有牛皮箱纸板的强度(如挺度、耐破度、环压强度和环保等特性),同时又具有涂布白纸板和涂布白
2、卡纸的表面性能(如优良印刷适应性能和印后加工适应性能),因此轻量涂布白面牛卡纸在将面临广阔市场空间,也可替代部分灰底涂布白纸板,主要用于高档消费品的包装或包装纸箱的面层。目前,涂布白面牛卡纸有两种,一种是采用漂白木浆挂面再进行涂布的牛卡纸,一种是直接在本色原纸表面涂布的牛卡纸。其中第二种方法通常是通过提高涂布量或采用昂贵的TiO2来提高涂布箱板纸的白度,生产成本增加且产品表面变脆。因此,涂布白面牛卡纸在满足产品包装白度要求的同时,还必须研究降低成本的方案和产品设计方案,以节约资源、提高产品性能。 本实验以未漂硫酸盐针叶木浆(BKP)和AOCC为底浆,以漂白硫酸盐针叶木浆(NBKP)和脱墨浆(D
3、IP)为挂面浆,设计了不同结构的产品示意图,并通过实验对产品性能进行了验证。实验设计原纸挂面浆量分别为0g,5g,10g,15g,20g,25g,30g,35g,40g,45g,再配制不同的底涂涂料和相同的面涂涂料,分别考察在不同的涂布配方下,挂面浆量对涂布卡纸白度的影响。实验证明挂面浆量对白度的影响很大,通过对经过挂面的涂布纸白度和未挂面的涂布纸白度比较,发现在低涂布量(30g/m2)下,挂面浆对白度的提高作用非常显著,挂面浆量在20-25 g/m2即可;当挂面浆定量到达45-50g/m2以上时,挂面浆对白度的提高作用不再显著。实验还发现使用不同底涂配方对白度的影响也同样很大,但随着挂面浆量
4、的增加,不同底涂的白面牛卡纸白度越来越接近,在面浆定量30g左右白度几乎相同。最后实验证明运用挂面浆的方式可以在轻量涂布的条件下获得白度较高的白面牛卡纸。关键词:涂布白面牛卡纸; 挂面浆量; 白度; 涂料配方ABSTRACTCorrugated boxes have long been used to pack and protect various goods. In the past, strength and durability were the major quality considerations. However, during the last three decades,
5、the retail industry had set new demands for corrugated boxes. More and more goods were being left in the boxes in which they were shipped, to be sold directly from the shelf. To promote the product within, these boxes need graphics that were colorful and appealing with printing that was easy to read
6、. Retailers also need clearly printed bar codes to make it more expedient to control inventory. Residual demand for better print quality at an economical cost in corrugated containers and continued growth of mass merchandising leading to less personal selling and more dependence on product informati
7、-on provided on the package motivated the growth of visual appeal linerboard. Increasing coat weight or adding expensive TiO2 in coating color could increase the brightness of coated brown board. It was nesseary to study the application of cheaper pigments in coated brown linerboard. This design use
8、s the different surface plasma volume and the underlying cause of composite paper pulp, slurry surface quantitative respectivel 5g, 10g, 15g, 20g, 25g, 30g, 35g, 40g, 45g. Prepare different bottom coating and the same surface coating, respectively, for making coated paper. After drying the coated wh
9、ite craft paper were measured the whiteness and the coating weight, in order to study the kraft paper whiteness and amount of the coating, coating formula, the relationship between noodle paste. Experiments prove that the noodle paste amount on the degree of influence, through to after noodle coated
10、 paper whiteness and noodle coated paper whiteness, found in the coating amount is small, vermicelli paste on the increase of the degree of a significant role. When the noodle paste quantitative at 30g above time on the degree of increase the role is not so obvious. It is also found that the use of
11、different coating formula on the degree of influence also is very big, but along with vermicelli paste quantitative increase, different bottom coated white craft paper white degree more and more close, in the face of slurry quantitative30g whiteness is almost the same. The experiments demonstrated t
12、hat the use of dried noodle paste can be obtained under the condition of light weight coating Baidu high flour cattle cardboard.Key words: Coated white top linerboard,Surface plasma,Whiteness目 录1前言11.1 涂布白面牛卡纸11.2 施胶对涂布白面牛卡纸的影响21.3 荧光增白剂61.4 涂布涂料81.5 影响涂布牛卡纸的因素131.6 本课题研究的目的、意义及内容132 实验部分152.1 实验原料及
13、试剂152.2 仪器设备152.3 涂料配制152.4 主要检测指标193 结果与讨论213.1挂面浆量对白度的影响213.2底涂涂料配方对涂布纸白度的影响223.3原纸白度对涂布后白度的影响244 产品设计说明264.1 产品A264.2 产品B264.3 产品C274.4 产品D27结论29展望30参考文献31致 谢321前言1.1 涂布白面牛卡纸1.1.1 涂布白面牛卡纸的概念 涂布白面牛卡纸是对已抄造好的牛卡纸进行涂布而得到的特种纸。牛卡纸一直是用的比较多的包装材料,无论是包装大型的仪器还是精美的礼品都会或多或少的用到牛卡纸做包装。涂布白面牛卡纸是最近国内造纸行业关注比较多的行业。传统
14、我国包装市场更多的用箱纸板和白纸板做包装材料。箱板纸表面光学性能和适印性不能满足美观的要求,但其物理性能,强度高韧性好,一般用做包装重的大物件。白板纸有较好的表面光学性能和适印性,但是其物理性能较差,一般不用来包装大的物件和重的物品,一般用来包装一些轻但是附加值高的商品,同时较方便印刷上精美的图案。而涂布白面牛卡纸可以说是结合了二者的优点,即具有好的表面光学性能和印刷性能,同时又具备较强的物理性能。涂布白面牛卡纸一般有两种,其中一种是表面涂布的牛卡纸,另一种是漂白木浆挂面的牛卡纸,涂布白面牛卡纸一般就是指经过涂布的漂白木浆挂面的箱板纸,但本设计不同于以往意义上的涂布白面牛卡纸,本设计主要设计一
15、种经涂布的漂白白色木浆挂面的复合纸板,其主要结构由面层、底层和涂布层组成。1.1.2 涂布白面牛卡纸的特点 涂布白面牛卡纸不同于箱板纸表面涂布,涂布白面牛卡纸采用OCC作为纸板的底层,采用漂白木浆或者脱墨浆挂面,当然用漂白木浆挂面的造价要大于脱墨浆挂面的造价,牛卡纸的面层和底层经过抄造工艺复合为复合纸板。然后再在复合纸板表面进行涂布和施胶工艺,这样就生产出涂布白面牛卡纸。白面牛卡纸的表面是在挂面的基础上涂布,由于挂面浆的作用,涂布白面牛卡纸的表面光学性能和适印性会好于直接在OCC上涂布的涂布纸板。涂布白面牛卡纸的未涂布原纸采用面层和底层抄造成的复合纸板,所以它的物理性能,挺度和耐破度等要优于单
16、纯的纸板。包装市场中对包装纸箱所使用的箱板纸主要要求两大性能,一个是要拥有较好的外观性能和适印性,可是印制精美的图案。另一种性能是要求有较强的物理性能,比如耐破度和挺度,这样可以用来保护商品。涂布白面牛卡纸同时具有两种特性,第一,它具有优良的表面性能,如优良的印后加工适应性和印刷性能。第二,涂布白面牛卡纸具有良好的纸板强度,如挺度和耐破度等。因此涂布白面牛卡纸可以所同时具有包装纸的两大有点,是性能上等的包装用品,主要用于高档消费品纸箱的面层。1.1.3 涂布白面牛卡纸在造纸行业的应用和发展近年来, 随着人民生活水平的逐步提高,中国造纸工业保持着飞速的发展,我国已成为世界上主要的造纸消费国和生产
17、国。纸板在中国的消费增长也是高于其他国家。随着人们对纸板的消费量增加,消费者和生产厂家对纸板的质量要求和世界各地环保意识的提高,人们对纸板的要求越来越高,不仅要高强度而且还要美观环保。包装业快速发展, 对包装材料的要求越来越高, 一些高档商物品,如高档电器、酒类、饮料等的包装纸箱纸逐步用全木浆生产的白面牛皮卡纸代替原来的灰底白板纸、牛皮纸等。发展速度快,而且需求量大。涂布白面牛卡纸注定成为高档商品的主要包装材料,其良好的印刷性能能够满足在商品表面印刷出精美图案,其高强度有助于保护商品使其免受损坏。包装材料作为商品外在体现的一个重要部分,影响到商品的畅销与否,应该作为商品设计中很重要的一部分,但
18、是其不是商品本身,不应给商品带来成本负担。涂布白面牛卡纸的设计,底层使用OCC,面层只用很小定量的挂面浆,涂布量也很小,可以有效的降低成本。涂布白面牛卡纸以其适用性和低成本性会越来越被广泛的应用。1.2 施胶对涂布白面牛卡纸的影响1.2.1 施胶的目的 表面施胶是在纸的单面或两面,用含多种物质的施胶分散液,在施胶设备中进行施胶的一种工艺方法。一般情况下采用纸机内表面施胶,即在纸机干燥工艺中适当位置设置表面施胶设备,使纸在未完全干燥时涂上施胶剂,经过干燥后使其表面形成胶膜。含有较多非木材纤维的纸种要想获得较高的表面强度,适印性和纸页形稳性,必须采用适当的表面施胶,并选择较好的表面施胶剂,用以提高
19、纸张的表面质量。和纸内施胶相比,表面施胶主要通过造膜施胶剂,在纸页表面形成连续的膜,是纸页表面纤维固于纸页的表面,这样就可以提高纸页的书写性能和印刷性能。因此表面施胶在书写纸和包装纸方面,比纸浆内施胶重要的多。主要表现在以下方面。1.2.1.1 对纸张表面特性的影响表面施胶中淀粉在原纸上会产生一些抗水性表面作用,可以降低纸浆的打浆度。也就是在纸浆原料制备的过程中,通过改变纸浆的配比和打浆度后所应显出的效果通过表面施胶的手段也是可以达到的。抄造成纸往往表面会有起毛的现象,十分影响纸张的表面特性,使用淀粉进行表面施胶可以很好的克制纸页表面起毛的现象。1.2.1.2 对书写效果的影响通过对纸张表面施
20、胶,对于印刷和书写用油墨的接触角变大,平滑性增加和孔隙率减小。可以说提高了纸张的书写性。同时,施胶剂在纸页的表面形成施胶薄膜,这层施胶薄膜可以防止油墨粒子在纸页表面扩散和渗透。一般情况下,由于书写和印刷用的油墨种类不同,书写的性能差别很大。1.2.1.3 对消字效果的影响这种消字性是指在不损伤纸张表面的情况下能消退写在纸上的文字的性能。纸页表面对油墨渗透的抵抗性和表面平滑性,纸页表面薄膜的稳定性对消字后施胶度的保持性等重合的起着很重要的影响。这于印刷性和书写性也有密切的关系。一般的情况下,对纸页进行表面施胶则可以减少油墨对纸张的渗透性,所以容易去除消字后的油墨。由于施胶后纤维之间的结合力增加,
21、因而增大了纤维对摩擦的抵抗性。1.2.1.4 对纸页物理性能的影响通过施胶可以增加纸页的抗水性能,同时施胶剂等物质渗透到纸页中增加了纤维之间的结合力,从而提高了纸页的耐破度和拉力强度等物理性能。此外,纸页表面纤维牢固的结合在纸页表面,所以不容易产生起毛现象。通过表面施胶,纸页的物理强度提高的相当大。通过表面施胶可以产生原料制备阶段改变打浆度和增加长纤维含量才能产生效果相同的效果。如果纸页是多孔的,表面施胶时,施胶剂渗透到纸页内部,使纸页的物理性能有更大的提高。适当的施胶处理会给下一道涂布工序带来更积极的作用。1.2.2 影响表面施胶的因素为了将施胶剂均匀地涂布在纸的表面,需要很好地控制下述纸页
22、的性质和施胶剂的性质。施胶压榨、压光机等抄造条件也影响表面施胶。 1.2.2.1纸页的性质1.2.2.1.1 纸页的水分纸页对于施胶剂的吸液量,有一个进入施胶压榨的纸张的最佳水分值。但是这个最佳水分值在见解上有所不同,范围很大,大概为48%。经施胶后的纸页含水量为3035%,在以后的干燥阶段中大概需要排出25% 的水分。可以说,表面施胶工序是增加了成本。为了实现均匀地施胶处理,需要调整纸页进入施胶阶段的水分。1.2.2.1.2 浆内施胶 纸浆内施胶对表面施胶过程中施胶液的吸液量产生很大的影响。两者的吸液量因所抄造的纸张种类而不同。胶版纸情况,使将施胶液留在于纸页的表面时会增加纤维之间的结合,所
23、以施胶剂浸透到内部是关键。1.2.2.1.3 定量表面施胶的时候,施胶剂的吸液量和对纸页内部的渗透与纸页的定量没有关。厚纸情况,施胶与纤维的比率更小,纸张的物理强度性质的提高降低。1.2.2.1.4 纸页密度和平滑度 纸页的密度高,则空隙率更低。所以,吸收施胶剂的量减少。如果空隙率非常高,则施胶液在纸页中与空气置换,形成气泡,仍然不利于施胶后的性能。施胶前的纸,要尽可能的保证平滑而不起毛,这样有利于施胶。1.2.2.2 施胶剂的性质施胶剂的溶液性质,关键是施胶剂的表面张力、湿润性质和粘度大小。另外,与纸的接触的时间、含固体物浓度的大小也影响很大。施胶剂的粘度取决于浓度和温度,粘度对渗透关系很大
24、,渗透作用大小与粘度的平方根成正比,例如,施胶淀粉情况,当施胶剂粘度发生时效变化,两侧吸液量变化时,由于两面吸收施胶剂量不同,纸张会发生卷曲。如果施胶剂浓度高,表面施胶效果则更高。如果施胶过量,施胶后压榨后水分增加,纸张干燥困难。施胶剂在纸页表面成膜性与分子的凝聚能量关系很大,所以施胶剂中分子结构起着很大影响。1.2.2.3 干燥和压光施胶干燥和压光的型式,运转速度等都会大大的影响到纸页的施胶效果。如果干燥条件不当,则纸页表面的施胶膜会起毛和发生斑点状剥离。如果急剧干燥,则表面的施胶膜会出现裂纹和格子状纹。如果过分压光,则表面的施胶膜会发生断裂,不连续地渗入纸中。另外,过分压光会使表面施胶剂脱
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