一种利用国产化纸机生产涂布牛卡纸的方法

摘要

本发明涉及涂布牛卡纸的生产方法技术领域。本发明所述的涂布牛卡纸的生产方法，由制浆车间成浆池泵送过来的面浆、衬浆、芯浆、底浆分别送至各自纸机浆池，衬浆、芯浆和底浆经机外白水槽冲浆和压力筛选，面浆先经低浓除砂器，然后经机外白水槽冲浆和压力筛选，最后都进入流浆箱上网；浆料上网后，经四长网成形器、二道靴压、干燥、施胶、再干燥、二辊热压光机压光后，进入涂布系统；涂布后的纸页经热风干燥箱干燥后，进入调态缸及软压光整饰、水平卷纸机卷取。本发明公开的涂布牛卡纸生产方法填补了涂布牛卡纸国内生产的空白，使国内市场不再依赖于进口；同时，也大大降低了涂布牛卡纸的使用成本。

说明书

技术领域

本发明涉及涂布牛卡纸的生产方法技术领域。

背景技术

类似于涂布白板纸，涂布牛卡纸是在牛卡纸表面施涂，以提高牛卡纸的使用性能和应用范围，特别是提高牛卡纸的印刷适应性和物理强度，可以应用于高档商品的外包装，同时又可以单独制作成包装箱，用于轻工产品的包装，产品附加值高。

就产品而言，涂布牛卡纸即具有普通牛皮纸的强度，又具有涂布纸的印刷适应性，相同的包装要求下，较传统的纸张包装方式可以节约1/3以上的纸张，尤其在冷冻、蔬菜以及高强度要求包装方面具有广泛的应用前景，可替代大量的现有包装，在目前的国内包装纸市场既有广泛前景。

在国外，例如美国、日本等国家，涂布牛卡纸在包装纸和板中所占比例呈上升趋势，年增长率达到6％-7％，而且随着涂布涂料以及施涂装置研究和开发的不断深入，增加了涂布牛卡纸的功能，扩大了其应用领域，同时产品的成本不断下降，市场竞争力得到了大幅提升，有取代涂布白纸板，成为主要包装用纸的发展趋势。

而在国内，涂布牛卡纸主要是引进为主，至今也未见涂布牛卡纸生产的报道，也未见有关的专利和相关资料方面的信息。即使是国外的技术文献也一直未见到详细的涂布牛卡纸生产技术报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种利用国产化纸机生产涂布牛卡纸的方法，该方法适应于国内现有生产的纸机和纸浆生产线。

为达上述目的，本发明采取的具体技术方案如下：

一种涂布牛卡纸的生产方法，其步骤是：由制浆车间成浆池泵送过来的面浆、衬浆、芯浆、底浆分别送至各自纸机浆池，衬浆、芯浆和底浆经机外白水槽冲浆和压力筛选，面浆先经低浓除砂器，然后经机外白水槽冲浆和压力筛选，最后都进入流浆箱上网；浆料上网后，经四长网成形器、二道靴压、干燥、施胶、再干燥、二辊热压光机压光后，进入涂布系统；涂布后的纸页经热风干燥箱干燥后，进入调态缸及软压光整饰、水平卷纸机卷取送完成工段。

本发明的方法生产涂布牛卡纸选用国产化纸机，要实现纸机在高车速下有良好的运行性能，必须对纸机关键部分的配制方案进行认真的设计和反复的论证。因为纸浆的喷浆、成型、压榨及干燥决定了纸机的产能、速度以及最终产品的质量。

经过多次实际生产结果，本发明根据产品的质量要求，涂布牛卡纸的纸板成形由四层不同的原料组成，故成形器采用四长网+芯层水平夹网脱水器比较理想，这样使生产线既经济，产品又能取得好的质量。

流浆箱采用带稀释水流浆箱，且使用等压锥形总管布浆。该方法填补了国内技术空白，使流浆箱不仅可以加入稀释水行调控，而且利于横幅定量的稳定。

压榨部的二道靴式压榨能高质量地满足高档涂布纸板的质量要求，这种大压区压榨既可以提高压榨部的纸页干度，又可以保证成纸的松厚度和挺度，更能体现现代纸机的先进性。

涂布机前压光机采用一台可控中高热辊硬压光机，涂布干燥后采用一台软压光机，使产品既有良好的表面性能同时又不失强度和挺度。

上述涂布牛卡纸的生产方法，优选的技术方案是：面浆、衬浆和底浆经过一级二段压力筛选，然后进入流浆箱上网；芯浆是经过一级三段压力筛选，然后进入流浆箱上网。

上述涂布牛卡纸的生产方法，优选的技术方案是：涂布系统包括背面施胶、背涂及二次面涂。

上述涂布牛卡纸的生产方法，纤维原料选择以商品木浆板、废新闻纸、混合废纸(含UKP、AOCC等废纸)为主要原料，对其进行合理的处理和应用。商品木浆主要有漂白商品针叶木浆、漂白商品阔叶木浆等。涂布牛卡纸的芯层可以全部或部分使用废新闻纸、混合废纸浆。成浆叩解度选择：商品木浆30-45⁰SR，脱墨废新闻纸浆50-60⁰SR，混合废纸浆35-45⁰SR，废新闻纸浆30-40⁰SR；成浆浓度3.2-4.5％。

涂布涂料的量将决定涂布牛卡纸印刷适应性的优劣，本发明优选的方案是：面涂二次10-20g/m²，背施胶2-5g/m²，预涂一次10-20g/m²。

为使本发明的涂布牛卡纸的印刷适应性达到最优级，较佳的技术方案是采用本发明特制的涂料，其重量配比如下：

面涂(背涂)：CaCO₃ 600-1050、水300-425、分散剂、0.5-1.0、烧碱8-10、钛白粉200-500、高岭土150-275、增白剂3-5、保水剂1.5-7、面涂胶乳150-250、润滑剂8-20、抗水剂5-20、杀菌剂0.1-0.5、消泡剂0.1-1.0。

底涂：CaCO₃ 2000-2500、水300-400、分散剂、0.1-1、烧碱10-15、高岭土400-600、煅烧土50-150、保水剂1-10、预涂胶乳500-800、润滑剂15-25、抗水剂10-20、杀菌剂0.1-1、消泡剂0.5-2。

本发明的有益效果：

1、本发明公开的涂布牛卡纸的生产方法将填补涂布牛卡纸国内生产的空白，使国内市场不再依赖于进口；同时，也大大降低了涂布牛卡纸的使用成本。

2、本发明利用国产化高速纸机，在关键段进行合理的优化设计，加速了国产纸机向高速方向发展。同时，对实现高速、宽幅纸机的国产化具有较大的理论和实际意义，带动了相关产业的发展。

3、本发明原料采用商品木浆及废纸，无化学制浆过程，污染少；况且对生产过程中产生的废水，都配套有处理设施，不会对环境产生危害，环保效益显著，符合循环经济发展。

4、本发明方法生产的涂布牛卡纸具高强度及高印刷适应性，可以适应现代高速印刷的要求，满足市场需要；相同的包装要求下，较传统的纸张包装方式可以节约1/3以上的纸张，到达到了节约资源的目的。

具体实施方式

下面对本发明的涂布牛卡纸生产方法做具体说明，实施例的具体实施方式只是对本发明涂布牛卡纸优选的生产方法之一，本发明的保护范围不限于此。

实施例1

一、生产技术方案

1、产品方案

产品名称：涂布牛卡纸

定量范围：150～350g/m²。

产品规格：平板纸787X1092、889X1194等用户所需规格。

卷筒纸787、889、1092、1194等用户所需规格。

2、纤维原料的选择

以商品木浆板、混合废纸(含AOCC)和废新闻纸为主要原料，对其进行合理的处理，以满足产品的质量要求，合理利用资源，提高经济效益。

3、制浆工艺

主要由漂白商品针叶木浆处理生产线、漂白商品阔叶木浆处理生产线、脱墨废新闻纸处理生产线、混合废纸处理生产线、废新闻纸处理生产线、辅料制备系统、损纸处理系统等组成。

制浆生产线浆料需经过的处理工序较多，所需设备台数也较多，生产线的设置和设备型号的选择都有一定的灵活性，可以多种组合。本发明根据所选纤维原料和产品品种及经济效益来考虑各生产线的工艺方案设置，各生产线方案设置见表1。

表1制浆车间工艺方案表

  项目  方案  一、漂白针叶木浆生产线  水力碎浆机、高浓除砂器、疏磨机、磨浆机等。  二、漂白阔叶木浆生产线  水力碎浆机、高浓除砂器、疏磨机、磨浆机等。  三、脱墨废新闻纸浆生产线  水力碎浆机、高浓除砂、纤维分离、浮选脱墨、  低浓除砂、低浓筛选、浓缩、打浆等。  四、混合废纸浆(含AOCC)  生产线  水力碎浆机、高浓除砂、纤维分离、低浓除砂、  低浓压力筛、浓缩、纤维分级、热分散、匀浆等。  五、废新闻纸浆生产线  水力碎浆机、高浓除砂、纤维分离、低浓除砂、  低浓压力筛、浓缩、打浆等。  六、损纸浆生产线  浓缩、除砂、疏磨等。

商品木浆生产线：

外购漂白针叶木浆板和漂白阔叶木浆板采用同样的工艺流程，从浆板库用叉车运送至制浆车间，通过链板式输送机送入间歇式立式水力碎浆机碎解成浆，然后用泵送至卸料浆池中贮存，碎解后的浆料通过高浓除砂器除去泥砂等杂质，再进行疏解磨浆，处理后的浆送贮浆池中贮存，配料成浆后，泵送至造纸车间作面浆。

脱墨废新闻纸生产线：

废纸从原料堆场用叉车运送至制浆车间，通过链板式输送机送入水力碎浆机碎解分离，碎解好的浆被泵送入粗选机，再送到高浓除砂器，除去石头、砂子、纤维束、铁块等粗杂质后，通过纤维分离机粗筛后进行二段脱墨浮选、低浓除砂、压力筛选，筛后浆去浓缩机经浓缩后送进双盘磨浆机打浆，然后送浆池贮存；配料成浆后，泵送至造纸车间作衬浆。

混合废纸浆生产线：

废纸从原料堆场用叉车运送至制浆车间，通过链板式输送机送进水力碎浆机，碎解后进高浓除砂器除去砂子、石头、铁块等杂质，再经纤维分离机把浆与渣分离后，进行低浓除砂、一级三段低浓筛选后，良浆送入浓缩机经浓缩后接着进行纤维分级处理，分级后的短纤维浆送浆池贮存；长纤维浆送热分散系统，再进磨浆机，然后送浆池贮存；配料成浆后，泵送至造纸车间作芯浆。

废新闻纸浆生产线：

废纸从原料堆场用叉车运送至制浆车间，通过链板式输送机送入水力碎浆机碎解，碎解好的浆被泵送入高浓除砂器，除去石头、砂子、纤维束、铁块等粗杂质后，通过纤维分离机使浆和渣分离，紧接着进行低浓除砂、压力筛选，浆渣送浆渣处理系统，良浆去浓缩机经浓缩后送磨浆机，然后送浆池贮存；配料成浆后，泵送至造纸车间作底浆。

成浆打浆度如下表2：

表2：

  成浆叩解度  商品木浆(NBKP、LBKP)  ⁰SR  40-42  脱墨废新闻纸浆  ⁰SR  50-55  混合废纸浆  ⁰SR  35-40  废新闻纸浆  ⁰SR  30-35  成浆浓度  ％  3.5-4.0

4、造纸工艺

造纸车间由抄纸涂布工段、涂料制备工段、完成工段和空压站等组成。主要系统有：上浆系统、真空系统、清水系统、白水系统、密封水系统、润滑油系统、蒸汽冷凝水系统、压缩空气系统以及损纸系统等。

由制浆车间成浆池泵送过来的面浆、衬浆、芯浆、底浆分别送至各自纸机浆池，经机外白水槽冲浆和一级二段(芯浆三段)压力筛选(面浆先经低浓除砂器)，进入流浆箱上网；浆料上网后，经四长网成形器、二道靴压、干燥、施胶、再干燥、二辊热压光机压光后，进入涂布系统。涂布白纸板原纸经背面施胶、背涂及二次面涂，涂布后的纸页经热风干燥箱干燥后，进入调态缸及软压光整饰、水平卷纸机卷取送完成工段。卷纸机下来的纸卷，经复卷机分切复卷后，送卷筒纸包装生产线；卷纸机来的卷筒纸经平板切纸后，送平板纸包装生产线。成品通过自动输送线和叉车送至成品库。

纸机各部分的湿损和干损分别在各自的损纸池和水力碎浆机中碎解后，经泵送至制浆车间的损纸处理系统。

涂料制备分别由白料分散、混合配料、贮存供料、筛选上料、溢流回收等工序组成。另外抄纸工段还配有真空、蒸汽冷凝水、压缩空气、清水、白水、表面施胶等辅助系统。

白水回收系统采用多园盘纤维回收机，压缩空气系统采用螺杆压缩机和冷干处理。

根据本发明产品的质量要求，同时根据目前国内设备制造厂的生产技术水平，选用一台四长网机内涂布纸板机，净纸宽度初步定为4800mm，工作车速为600m/min。具体配备如下：

上浆系统：上浆系统关键设备为冲浆泵、低浓除砂器、压力筛。冲浆泵和压力筛均采用低脉冲式，上浆泵采用变频调速控制，达到控制上网的浆量和质量的要求。

真空系统：全部采用高效节能的新型真空泵，采用集中消音技术。

成形部：采用四长网成形器，芯层加水平夹网脱水器，使之适应不同产品的成形质量要求，这样既保证了每层的匀度，又保证成纸的定量。

压榨部：采用二道靴式压榨的高强压榨形式。通过调节和控制各压区的压力，保证纸板出压榨较高的干度，以及对层间结合强度、保持适当松厚度和改善表面性能的要求。

烘干部：采用Φ1830mm的烘缸，全密闭式气罩、热泵系统、袋区通风及相应的热回收系统，使之在保证质量的前提下充分利用热能。

施胶部：采用膜转移施胶机。

涂布部：配备三台刮刀涂布机，同时配备热风干燥箱及相应的热风系统。

压光和整饰：在涂布机之前有一台硬压光机，采用可控中高热辊压光，涂布机之后有一台软压光机，以提高纸页的松厚度表面性能。

卷纸机：采用先进成熟的水平式卷纸机。

复卷机：配备全自动控制的复卷机，有张力和紧度控制装置。

传动：纸机传动采用交流变频(AC)分部控制。

完成：设置卷筒纸包装生产线和平板纸包装生产线，以适应市场和用户的需要，同时提高产品在国内市场上的竞争力。

白水回收采用先进成熟的多园盘纤维回收机。

涂料制备工段：配备高速(双速)分散配料、混合、搅拌、上料计量的涂料制备系统。

根据产品的质量要求，同时考虑到产品及原料特性，涂布牛卡纸有五种原料，其纸板成形由四层不同的原料组成，故成形器采用四长网+芯层水平夹网脱水器比较理想，这样使产品既经济又能取得好的质量。

压榨部的二道靴式压榨能高质量地满足高档涂布纸板的质量要求，这种大压区压榨既可以提高压榨部的纸页干度，又可以保证成纸的松厚度和挺度，更能体现现代纸机的先进性。

涂布机前压光机采用一台可控中高热辊硬压光机，涂布干燥后采用一台软压光机，使产品既有良好的表面性能同时又不失强度和挺度。

涂布机采用机内涂布方式，涂布头采用组合式刮刀涂布头，针对本项目产品方案，采用一次背涂(或施胶)+一次面层预涂+一次面涂，同时也可根据生产情况及产品的品种灵活调整。涂布软压光后纸页进入水平式卷纸机。在完成工段，纸卷经过复卷机分切复卷，一部分进入卷筒纸包装线，另一部分去平板纸加工线。自控装备水平与设备装备水平相匹配，设置相应的QCS和DCS控制系统。

生产技术参数如下表3：

表3

各层涂布所用涂料如下表4所示：

表4

  名称(面)  面涂用量(Kg)  名称(预)  底涂用量(Kg)  CaCO₃  750  CaCO₃  2200  加水  400  加水  350  分散剂  0.7  分散剂  1  烧碱  9  烧碱  13  钛白粉  450  MM03  200  MM01  250  煅烧土  100  增白剂  4.5  CMC  8  CMC  5  预涂胶乳  580  面涂胶乳  300  增白剂  1  润滑剂  15  润滑剂  23  抗水剂  10  抗水剂  16  杀菌剂  0.3  杀菌剂  0.6  消泡剂  0.6  消泡剂  1.2

分散剂采用市售疏水改性的聚丙烯酸铵盐型的聚合物分散剂即可，本实施例使用的是濮阳市金泰水处理有限公司生产的分散剂。

MM01和MM03分别为茂名高岭科技有限公司的MM01超细高岭土和MM03底涂高岭土。

增白剂使用市售造纸用荧光增白剂即可，

CMC为羧甲基纤维素钠，其能提高涂料的保水值，防止水溶性胶粘剂的迁移，改善涂料的流变性，提高均涂性。

面涂胶乳采用市售的一般产品即可，本实施例采用富阳市永隆化工有限公司生产的PC-18羧基丁苯胶乳。

润滑剂采用市售的涂料用润滑剂即可，本实施例采用浙江池禾化工生产的硬脂酸钙乳液CH/RH341K。

抗水剂、杀菌剂及消泡剂的种类非常多，应用于造纸涂料的也很多，一般市售的产品都可以使用，本实施例采用的是三聚氯胺甲醛树脂抗水剂、异噻唑啉酮类杀菌剂和聚醚改性硅油类消泡剂。

本发明方法生产的涂布牛卡纸的质量如下表4：

表4涂布牛卡纸质量技术参数表

  序号  指标名称  单位  规定(A级)  1  定量  g/m²  150～350±3％  2  横向定量差  ％  ±3  3  印刷表面强度  m/s  ≥1.5  4  表面粗糙度  um  ≤2.0  5  耐折度  次  ≥20  6  耐破度  kPa/cm³  ≥650  7  水份  ％  8±1