纸张颜料涂布与表面施胶PDF电子书下载

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第1章 纸和纸板颜料涂布与表面施胶的介绍 1

1.1 涂布与表面施胶的目的 1

1.2 涂布如何影响纸的性能 1

1.3 涂料的组成 2

1.3.1 涂布原料 2

1.3.2 涂料的制备——涂料配方 4

1.4 表面施胶概述 5

1.5 涂布工艺概述 5

1.6 涂布工艺 5

1.6.1 涂布质量与生产运行性能 9

1.7 涂布经济学 10

1.7.1 涂布材料方面 10

1.7.2 技术方面 11

第2章 颜料涂布产品 14

2.1 引言 14

2.2 涂布纸和纸板的分类 14

2.2.1 涂布纸 14

2.2.2 涂布纸板 15

2.3 终端使用的涂布要求 15

2.3.1 印刷过程 15

2.3.2 转换工艺 20

第3章 原纸 22

3.1 引言 22

3.2 迁移机理 22

3.2.1 涂料渗透 23

3.2.2 涂料液相渗透 23

3.3 原纸要求概述及其影响 25

3.3.1 强度与均一性 25

3.3.2 纸页Z向结构 26

3.3.3 表面性能和孔隙结构 27

3.4 原纸和涂料相互作用——对涂布纸性能影响 28

3.4.1 涂布覆盖率 28

3.4.2 涂料固化/涂层结构 28

3.4.3 接触水时原纸的形变 30

3.5 涂布机的运行性能 30

第4章 涂布原料概述 35

4.1 涂布颜料简介 35

4.1.1 涂层中颜料功能 35

4.1.2 理想的颜料 35

4.1.3 颜料种类 36

4.1.4 颜料的主要性质 36

4.1.5 颜料选择指标 38

4.2 涂料胶黏剂概述 39

4.2.1 胶黏剂的功能 39

4.2.2 理想的胶黏剂 39

4.2.3 胶黏剂类型 39

4.2.4 胶黏剂选择的原则 40

4.2.5 胶黏剂的黏结能力 41

4.2.6 颜料的胶黏剂需要量 41

4.2.7 共黏剂与增稠剂 42

4.3 涂布添加剂 42

第5章 颜料 44

5.1 高岭土 44

5.1.1 矿床与矿物学 44

5.1.2 生产涂布高岭土的等级 45

5.1.3 涂布颜料高岭土的性质 46

5.1.4 煅烧、结构化和工程化高岭土 49

5.1.5 高岭土分散 50

5.1.6 含高岭土涂料的流动性和运行性能 52

5.1.7 高岭土应用于涂布纸和纸板 53

5.1.8 含高岭土涂料的组成和制备 54

5.1.9 含高岭土涂布纸的属性 55

5.2 研磨碳酸钙 59

5.2.1 材料说明 59

5.2.2 经济和市场因素 65

5.2.3 未来展望 66

5.2.4 致谢 67

5.3 滑石 67

5.3.1 滑石在造纸应用中的历史 67

5.3.2 矿物生成 67

5.3.3 滑石粉涂料的矿物学和形态学特征 69

5.3.4 滑石粉涂料 72

5.3.5 滑石在造纸涂布中的应用 75

5.3.6 致谢 77

5.4 硫酸钙（石膏） 78

5.4.1 硫酸钙（石膏）的性能 78

5.4.2 生产制造 79

5.4.3 组成和含石膏的涂布颜料 80

5.5 沉淀碳酸钙（PCC） 83

5.5.1 PCC与涂布用PCC的生产 83

5.5.2 涂布用PCC的物理性能 85

5.5.3 含PCC涂料的组合与制备 87

5.5.4 含PCC涂料的流动特性与运行性能 87

5.5.5 各种品级PCC在涂布上应用 88

5.5.6 含PCC涂布纸的性能 89

5.5.7 未来展望 90

5.5.8 总结 91

5.6 合成树脂颜料 91

5.6.1 主要种类 92

5.6.2 化学和物理性能 92

5.6.3 制造方法 93

5.6.4 运输、装卸与贮存 93

5.6.5 应用与性能 94

5.6.6 使用性能的机理 95

5.6.7 分析流程 97

5.6.8 经济与市场因素 98

5.6.9 未来展望 98

5.7 三水合铝 99

5.7.1 产地 99

5.7.2 生产工艺 99

5.7.3 晶体结构 100

5.7.4 流变学行为 100

5.7.5 配方 101

5.7.6 涂布应用 101

5.7.7 ATH作为增充剂 103

5.7.8 分析方法 104

5.7.9 处理与装运 104

5.7.10 未来展望 104

5.8 二氧化钛 104

5.8.1 引言 104

5.8.2 二氧化钛颜料的制造 104

5.8.3 二氧化钛颜料的特性 107

5.8.4 在造纸应用中的二氧化钛颜料 109

5.8.5 二氧化钛颜料的分散 110

5.8.6 二氧化钛颜料灰浆的性能 110

5.8.7 含二氧化钛颜料的涂料性能 111

5.8.8 含二氧化钛颜料的涂料与涂布纸的性能 113

5.8.9 产品安全 116

5.8.10 二氧化钛颜料的未来展望 116

第6章 胶黏剂 126

6.1 淀粉 126

6.1.1 淀粉来源与生产 126

6.1.2 淀粉的制备 129

6.1.3 淀粉的变性 130

6.1.4 淀粉在表面施胶和涂布中的功能 131

6.1.5 淀粉在施胶和涂布中对纸和纸板性能的影响 135

6.2 胶乳 137

6.2.1 引言 137

6.2.2 什么是“胶乳” 137

6.2.3 纸张涂布胶黏剂用胶乳的物理化学特性 138

6.2.4 乳液聚合 139

6.2.5 胶乳的存储与处理 141

6.2.6 纸张涂布胶乳的类型及其特性 141

6.2.7 胶乳对纸张涂布工艺以及纸张质量的影响 145

6.2.8 发展趋势和展望 149

第7章 共黏剂和增稠剂 151

7.1 羧甲基纤维素 151

7.1.1 引言 151

7.1.2 CMC的制备和化学组成 151

7.1.3 造纸施胶和颜料涂布的CMC品种 152

7.1.4 将CMC加入到涂料混合液中 152

7.1.5 CMC对涂料保水性能的效果 153

7.1.6 CMC对涂料流动性能的效果 154

7.1.7 CMC对涂布性能的效果 155

7.2 大豆蛋白 156

7.2.1 引言 156

7.2.2 产地、加工制造和化学性质 157

7.2.3 大豆蛋白制品的范围 158

7.2.4 涂布中的关键性机理 158

7.2.5 涂料流变性 159

7.2.6 运行性能和保水能力 160

7.2.7 防粘连与压光机辊面“发朦” 160

7.2.8 大豆蛋白涂料的配方策略 160

7.2.9 大豆蛋白涂布配料的制备 161

7.2.10 结论 161

7.3 聚乙烯醇 161

7.3.1 制备 161

7.3.2 成分、结构和性能 162

7.3.3 溶解工艺、溶解速度和PVOH溶液的时效 162

7.3.4 涂料级聚乙烯醇 163

7.3.5 对涂料流动性能的效果 163

7.3.6 聚乙烯醇用作涂布胶黏剂 165

7.3.7 聚乙烯醇用作表面施胶 166

7.3.8 对荧光增白剂与载体性能的效果 166

7.4 合成共黏剂与增稠剂 169

7.4.1 引言 169

7.4.2 合成增稠剂 169

7.4.3 缔合增稠剂 174

7.4.4 合成共黏剂 176

7.4.5 共黏剂和增稠剂对涂布性能的影响 177

7.4.6 应用 179

7.4.7 结论 180

第8章 涂料添加剂 184

8.1 引言 184

8.2 涂料分散剂 184

8.2.1 分散体 184

8.2.2 关于分散剂的一般特征 186

8.2.3 稳定所需的分散剂用量 186

8.2.4 分散剂类型 187

8.3 表面施胶以及纸张涂布中的消泡剂 188

8.3.1 泡沫形成和稳定的物理化学原理 188

8.3.2 泡沫控制中的物理化学原理 189

8.3.3 表面施胶和纸张涂布中泡沫与泡沫控制 189

8.3.4 结论 191

8.4 保水剂、黏度调节 剂和pH控制剂 191

8.5 荧光增白剂 193

8.5.1 化学结构和荧光性 194

8.5.2 荧光增白剂的种类 194

8.5.3 载体的作用 195

8.6 润滑剂 195

8.6.1 硬脂酸钙 196

8.6.2 蜡乳液 196

8.6.3 其他润滑剂 197

8.7 抗水剂 197

8.7.1 抗水剂的种类 197

8.7.2 交联剂的应用 199

8.8 防腐剂 199

8.8.1 防腐剂的种类 200

8.8.2 结论 201

第9章 表面施胶化学品 204

9.1 表面施胶的背景和目的 204

9.2 表面施胶的原料 204

9.2.1 淀粉 205

9.2.2 羧甲基纤维素 205

9.2.3 聚乙烯醇 205

9.2.4 表面施胶添加剂 206

9.3 施胶中胶料性能的影响 206

9.4 表面施胶剂配方 207

9.5 颜料表面施胶 207

第10章 颜料浆液和涂布配料的流变学 209

10.1 引言 209

10.2 重要流变学术语的定义 210

10.3 流体的类型 210

10.3.1 剪切速率相关的流变性 211

10.3.2 时间相关的流变性 212

10.3.3 浆液的黏度 213

10.4 黏弹性 214

10.4.1 黏弹性的测量 215

10.4.2 应力弛缓试验法 217

10.4.3 蠕变试验法 217

10.4.4 法向力 218

10.4.5 造纸涂料的黏弹性 218

10.5 拉伸黏度 218

10.6 黏度的测量 219

10.6.1 受控应变与受控应力测量 219

10.6.2 旋转型流变仪测量装置 220

10.6.3 毛细管黏度计 222

10.7 纸张涂布的流变学 224

10.7.1 剪切力范围对纸张涂布重要意义 225

10.7.2 纸张涂布流变图举例 225

10.8 涂布配料成分对流变性的影响 227

10.8.1 颜料浆液的流变性 227

10.8.2 胶乳对造纸涂料流变性的影响 229

10.8.3 流变性改进剂对造纸涂料流变性的影响 230

10.9 利用流变性测量以预测造纸涂料的行为 232

第11章 涂层固化和涂层结构形成 237

11.1 引言 237

11.1.1 湿涂层结构 237

11.1.2 颜料与胶黏剂间的结合 238

11.1.3 颜料、胶乳和淀粉之间的结合 238

11.1.4 颜料、胶乳和CMC之间的结合 240

11.1.5 涂布原纸的内部作用 243

11.2 涂层固化 244

11.2.1 引言 244

11.2.2 水从涂层向原纸迁移、保水性和固化 244

11.2.3 涂层遮盖力与固化 247

11.2.4 涂层固化原理 247

11.2.5 刮刀涂布中的涂层固化 249

11.3 干涂层结构 250

11.3.1 堆积与颜料容积比 250

11.3.2 涂层的开放性（openness） 251

11.3.3 表面性能 251

11.3.4 涂层结构及其热学性能 252

11.4 涂层固结模型和涂层结构 253

11.4.1 结合、脱水和固化 253

11.4.2 多孔结构模型 257

第12章 涂层测量与分析技术 266

12.1 引言 266

12.2 表面结构 266

12.2.1 分布状况图 266

12.2.2 摩擦因数 268

12.2.3 光学显像术 268

12.2.4 接触角分析 269

12.2.5 光学性能 269

12.3 涂层的化学分布和化学成分 271

12.4 主体结构 272

12.4.1 汞孔隙率测定法 272

12.4.2 液体吸胀 275

12.4.3 空气渗透率 275

12.4.4 染色法 275

12.4.5 白度、色值和不透明度 275

12.4.6 辐射光成像法 275

12.4.7 涂层灼烧变色成像法 276

12.4.8 辐射电子成像法 276

12.4.9 Kublka－Munk理论的应用 276

12.4.10 物理横截面法 276

12.4.11 中子散射法 277

12.4.12 X－射线衍射法 277

12.5 涂层结构对测量和分析的影响 278

12.5.1 白度、不透明度和色值 278

12.5.2 纸页光泽度 278

12.5.3 印刷光泽度 278

12.5.4 印刷色调不均 279

12.5.5 胶印网点的保真度 279

12.5.6 抗鼓泡 280

12.5.7 黏结能力与表面强度 280

12.5.8 轮转凹版印刷性能 280

12.5.9 喷墨打印的印刷性能 281

12.6 结论 281

第13章 涂料的制备与过程控制 289

13.1 引言 289

13.2 涂料化学品的物流与供应 290

13.3 涂料制备站的基本设计数据 290

13.4 涂布化学品的供货与贮存能力 290

13.5 颜料的过程控制 291

13.5.1 颜料的分散 291

13.5.2 工业分散装置 294

13.5.3 商品颜料悬浮液 297

13.6 胶黏剂加工 297

13.6.1 胶乳 297

13.6.2 在涂料站的淀粉加工 298

13.6.3 聚乙烯醇 300

13.6.4 蛋白质胶黏剂 301

13.6.5 添加剂的制备 301

13.7 涂料的制备 303

13.7.1 间歇法制备涂料 303

13.7.2 连续法制备涂料 304

13.8 涂布机的涂料供应系统 305

13.9 超滤工艺 307

第14章 涂布及表面施胶技术 311

14.1 引言 311

14.2 涂布机 311

14.2.1 概述 311

14.2.2 涂布机的发展前景 313

14.2.3 涂布机的专用部件 313

14.2.4 纸幅运行涂布部件 315

14.2.5 纸和纸板的多层涂布 316

14.3 刮刀涂布技术 317

14.3.1 涂布头类型 317

14.3.2 计量系统 321

14.3.3 刮刀加压系统 325

14.4 表面施胶和膜式涂布 330

14.4.1 引言 330

14.4.2 表面施胶和涂布技术 331

14.4.3 施胶量和涂布量的形成 335

14.4.4 运行参数对淀粉的渗透以及纸和纸板质量的影响 347

14.4.5 不同纸和纸板品种的膜式压榨技术 351

14.5 喷雾涂布技术 356

14.5.1 喷雾涂布工艺 356

14.5.2 喷雾涂布过程涂料色彩管理 357

14.5.3 工业应用及其装置 357

14.6 帘式涂布 357

14.6.1 引言 357

14.6.2 幕帘式涂布上料与计量 358

14.6.3 帘式涂布涂料的选择 359

14.6.4 涂层的展开及结构 361

14.6.5 幕帘式涂布工艺设计 362

14.7 新技术 362

14.7.1 引言 362

14.7.2 改进的涂布技术 363

14.7.3 节水节能型涂布方法 363

14.7.4 无水涂布方法 364

14.8 结论 367

第15章 纸张涂层的干燥与干燥设备 377

15.1 引言 377

15.2 涂布纸干燥过程中的传热传质 377

15.3 红外干燥 378

15.3.1 引言 378

15.3.2 辐射干燥原理 379

15.3.3 电红外干燥器 380

15.3.4 燃气红外干燥器 381

15.4 空气干燥 382

15.4.1 空气干燥器的类型 382

15.4.2 操作参数 383

15.4.3 气垫干燥器的结构 384

15.4.4 气垫干燥器移回系统 384

15.4.5 空气循环系统 385

15.4.6 空气干燥器喷嘴 386

15.4.7 传热和干燥速率 386

15.4.8 能耗 387

15.5 烘缸干燥 389

15.5.1 干毯布置形式 389

15.5.2 干燥速率 390

15.5.3 通风罩外壳 390

15.6 正确的干燥策略 391

15.6.1 色调不均 391

15.6.2 加热阶段及初期干燥 392

15.6.3 固化、恒速干燥 392

15.6.4 最终干燥（降速干燥） 394

15.7 总结 395

第16章 涂布机过程控制与自动化 399

16.1 引言 399

16.2 在线涂布量监测方法 399

16.2.1 烘干差量法 399

16.2.2 灰分差量法 400

16.2.3 直接涂布量测定法 401

16.3 纵向涂布量控制 402

16.3.1 启动控制 402

16.4 横行涂布量控制曲线 403

16.5 纵向水分控制 403

16.5.1 干燥优化 404

16.6 横向水分控制 404

第17章 发展趋势与未来展望 406

17.1 颜料 406

17.2 胶黏剂 407

17.3 共黏剂和增稠剂 408

17.4 涂布、施胶方法和技术 408

17.5 干燥技术 409

17.6 监测和自动化技术 409

17.7 分析技术、模型和模拟方法 409

附录 单位换算 411

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