年产25万吨高档涂布白卡纸生产线涂布系统工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义

1、 研究目的

纸板按其用途可分为包装纸板、工业技术用纸板、建筑纸板及装饰纸板四大类。在我国，一般把包装纸板分为三类，一类是白纸板，包括涂布白纸板和不涂布白纸板；另一类是箱纸板，包括普通箱纸板和牛皮箱纸板；再一类是瓦楞原纸，包括普通瓦楞原纸和高强瓦楞原纸。在白纸板这个大类中，涂布白卡纸属最高级产品(即采用原生木浆生产的高级涂布白底白纸板)，然后是涂布白纸板，其中最低档的是不涂布的灰底白纸板。涂布白卡纸作为一种重要的包装材料，其应用几乎涉及所有的工农业部门，其中以包装白卡纸应用最为普遍，约占包装材料的50%左右。包装卡纸的需求量自80年代中期以来一直高于造纸行业的平均需求水平，2001-2011年间，年平均需求增长速度为4.5%。由于目前亚洲经济的快速发展，白卡纸的需求量越来越高。长期估计，世界对白卡纸需求将以每年3.8%的速率增长。

通过本课题的设计，掌握涂布白板纸的质量标准，了解目前国内外涂布白板纸的市场状况、产品特点、生产工艺方法等，以此为依据从而更好地制定出本课题的设计思路，优化设计涂布白板纸的生产工艺流程，把我们所学的专业理论知识与工程实践相结合，分析企业实际生产过程中存在的问题与产生原因，从而找到解决实际生产过程中问题的方法，在具体的设计过程中通过优化工艺流程和新设备新技术的应用，在保证产品质量的前提下尽可能节约能耗和原料消耗，降低生产成本，使企业获得最佳的经济效益。

2. 国内外研究现状分析

涂布白卡纸是一种高档包装材料,具有技术含量高、质量要求高、生产难度大的特点，主要用于小型高档商品及高附加值产品的外包装，如香烟、化妆品、医药、高档礼品等。通常使用的涂布白卡纸(以下简称白卡纸)的定量在230g/m²左右，它作为一种高档的包装材料。白卡纸一般为单面涂布，根据地域和使用浆种的不同，基本可分为：sbs（solid bleached sulphate）和涂布折叠纸板（coated folding boxboard），目前国内生产的白卡纸都属于后一种。白卡纸由涂布层及面、芯、底三层纤维层组成，面、底层主要由漂白化学浆生产，芯层主要由机械磨木浆（tmp）和化学机械（ctmp）或漂白化学热磨浆（bctmp）。白卡纸芯层对其质量影响显著，国外在白卡纸芯层使用的化学机械浆纤维特性、应用技术等方面掌握较为全面，其所生产的白卡纸产品质量高且稳定。在其芯层所使用的化学机械浆生产方面，已经超越了浆料纤维特性及应用性能研究，基本实现为造纸企业生产所需的化学机械浆产品；对其研究目前主要集中于如何提高化学机械浆白度及白度稳定性、降低阴离子垃圾等方面，以及利用化学机械浆来开发更多的纸种和增大化学机械浆在文化纸中的使用量等方面。

对纸板原纸进行涂布，主要目的是改善其印刷性能。原纸由纤维素纤维的网架结构和一定的空隙构成，纤维直径约20-40 μm，在印刷过程中，转移到纸张上的油墨会由于毛细管作用向纤维扩散，造成画面的清晰度和对比度变差。因而需要使用较细的颜料（直径约1-2 μm）对原纸进行涂布。涂布的另一个目的是取得良好的光学性能。

涂料配方应根据纸的质量要求和设备的实际情况以及纸机车速来选择和调整。为了使涂布白卡纸的重要指标：平滑度、光泽度达到较高的标准，颜料一般首选高岭土，因为高岭土白度适宜，光泽度高，易分散，制成的浆料稳定性好，粘度低，ph满足要求。另外高质量的、粒度在2 μm以下的碳酸钙以及塑性颜料都可适量配入。颜料质量要求粒度分布适当，90%在2 μm范围。颜料粒度并不是越小越好，粒度过小，比表面积大，需要的胶粘剂量也随之增大。相反由于颜料粒度小，胶粘剂比例相对不足，成纸光泽度也就降低。胶粘剂采用羧基丁苯（brs）、苯丙、聚乙烯醇、淀粉等，一般总胶量（对颜料而言）在20%左右。涂布均匀和涂布量的增加都有利于平滑度数值的提高，但涂布量过高又将造成干燥能力不够，涂层易爆裂等问题。

3. 研究的基本内容与计划

本课题设计主要内容包括：年产25万吨高档涂布白卡纸生产线涂布系统工艺流程设计，物料平衡计算和设备选型计算等。

本次设计的流程为：1.了解涂布白卡纸的主要质量指标和关键的技术参数；2.设计初步的工艺流程并进行可行性论证；3.在可行性论证的基础上选择合理的涂料进行配比；4.了解涂布对涂布白卡纸质量的影响；5.绘制工艺流程图；6.进行设计总结。

4. 研究创新点

（1）根据涂布白卡纸生产经验以及对产品质量的要求，每层采用不同的纤维原料，并对纸板原纸表面进行涂布以改善其印刷性能。

（2）涂料的颜料选择高岭土，另外适量加入碳酸钙以及塑性颜料。胶粘剂采用羧基丁苯、淀粉等。

（3）涂布设备选用辊式刮刀涂布机计量准确。