紙張顏料涂布與表面施膠中芬合著：造紙及其裝備科學(xué)技術(shù)叢書（第二版）

第1章 紙和紙板顏料涂布與表面施膠的介紹
1.1 涂布與表面施膠的目的 1
1.2 涂布如何影響紙的性能 1
1.3 涂料的組成 3
1.3.1 涂布原料 3
1.3.2 涂料的制備——涂料配方 5
1.4 表面施膠概述 7
1.5 涂布工藝概述 7
1.6 涂布工藝 7
1.6.1 涂布質(zhì)量與生產(chǎn)運行性能 13
1.7 涂布經(jīng)濟學(xué) 15
1.7.1 涂布材料方面 15
1.7.2 技術(shù)方面 17
第2章 顏料涂布產(chǎn)品 19
2.1 簡介 19
2.2 涂布紙和紙板的分類 19
2.2.1 涂布紙 19
2.2.2 涂布紙板 20
2.3. 終端使用的涂布要求 21
2.3.1 印刷過程 21
2.3.2轉(zhuǎn)換工藝 28
第3章 原紙 30
3.1 簡介 30
3.2 遷移機理 30
3.2.1 涂料滲透 31
3.2.2 涂料液相滲透 32
3.3 原紙要求概述及其影響 34
3.3.1 強度與均一性 35
3.3.2 紙頁Z向結(jié)構(gòu) 36
3.3.3 表面性能和孔隙結(jié)構(gòu) 37
3.4 原紙和涂料相互作用——對涂布紙性能影響 39
3.4.1 涂布覆蓋率 39
3.4.2 涂料固化/涂層結(jié)構(gòu) 41
3.4.3 接觸水時原紙的形變 42
3.5 涂布機的運行性能 43
第4章 涂布原料概述 49
4.1 涂布顏料簡介 49
4.1.1 涂層中顏料功能 49
4.1.2 理想的顏料 49
4.1.3 顏料種類 50
4.1.4 顏料的主要性質(zhì) 51
4.1.5 顏料選擇指標 54
4.2 膠黏劑概述 54
4.2.1 膠黏劑的功能 54
4.2.2 理想的膠黏劑 55
4.2.3 膠黏劑類型 56
4.2.4 膠黏劑選擇的原則 57
4.2.5 膠黏劑的黏結(jié)能力 58
4.2.6 顏料的膠黏劑需要量 58
4.2.7 共黏劑與增稠劑 59
4.3 涂布助劑 60
第5章 顏料 62
5.1 高嶺土 62
5.1.1 產(chǎn)地和礦物學(xué) 62
5.1.2 生產(chǎn)涂布高嶺土的等級 64
5.1.3 涂料高嶺土的性質(zhì) 65
5.1.4 煅燒、結(jié)構(gòu)化和工程化高嶺土 68
5.1.5 高嶺土分散 71
5.1.6 含高嶺土的涂料顏色的屬性和流動性 74
5.1.7 高嶺土應(yīng)用于涂料紙和紙板 76
5.1.8 含有高嶺土的涂料顏色的成分和組成 77
5.1.9 含高嶺土涂布紙的屬性 78
5.2 重質(zhì)碳酸鈣 85
5.2.1 材料說明 85
5.2.2 市場和經(jīng)濟 96
5.2.3 未來展望 97
5.2.4 致謝 99
5.3 滑石 99
5.3.1 滑石粉在造紙應(yīng)用中的歷史 99
5.3.2 礦物生成 99
5.3.3 滑石粉涂料的礦物學(xué)和形態(tài)學(xué)特征 102
5.3.4 滑石粉涂料 107
5.3.5 滑石涂料在造紙涂布中的應(yīng)用 111
5.3.6 致謝 115
5.4 硫酸鈣（石膏） 115
5.4.1 硫酸鈣（石膏）的屬性 115
5.4.2 生產(chǎn) 117
5.4.3 組成和含石膏的涂料顏色 120
5.5 沉淀碳酸鈣 124
5.5.1 PCC與涂布用PCC的生產(chǎn) 124
5.5.2 涂布用PCC的物理性能 127
5.5.3 含PCC涂料的組合與制備 130
5.5.4 含PCC涂料的流動特性與運行性能 130
5.5.5 各種品級PCC在涂布上應(yīng)用 133
5.5.6 含PCC涂布紙的性能 133
5.5.7 未來展望 136
5.5.8 總結(jié) 137
5.6 合成樹脂顏料 138
5.6.1 主要種類 138
5.6.2 化學(xué)和物理性能 139
5.6.3 制造方法 140
5.6.4 運輸、裝卸與貯存 141
5.6.5 應(yīng)用與性能 141
5.6.6 使用性能的機理 143
5.6.7 分析流程 146
5.6.8 經(jīng)濟與市場因素 146
5.6.9 未來展望 147
5.7 三水合鋁 148
5.7.1 產(chǎn)地 148
5.7.2 生產(chǎn)工藝 149
5.7.3 晶體結(jié)構(gòu) 149
5.7.4 流變學(xué)行為 151
5.7.5 配比 152
5.7.6 涂布應(yīng)用 152
5.7.7 ATH作為增充劑 154
5.7.8 分析方法 156
5.7.9 處理與裝運 156
5.7.10 未來展望 156
5.8 二氧化鈦 156
5.8.1 引言 156
5.8.2 二氧化鈦顏料的制造 157
5.8.3 二氧化鈦顏料的特性 160
5.8.4 在造紙應(yīng)用中的二氧化鈦顏料 165
5.8.5 二氧化鈦顏料的分散 166
5.8.6 二氧化鈦顏料灰漿的性能 166
5.8.7 含二氧化鈦顏料的涂料性能 168
5.8.8 含二氧化鈦顏料的涂料與涂布紙的性能 173
5.8.9 產(chǎn)品安全 176
5.8.10 二氧化鈦顏料的未來展望 176
第6章 膠黏劑 190
6.1 淀粉 190
6.1.1 淀粉來源與生產(chǎn) 190
6.1.2 淀粉的制備 194
6.1.3 淀粉的變性 196
6.1.4 淀粉在表面施膠和涂布中的功能 198
6.1.5 淀粉對施膠和涂布的紙和紙板性能影響 204
6.2 膠乳 208
6.2.1 引言 208
6.2.2 什么是“膠乳”？ 209
6.2.3 紙張涂布膠黏劑用膠乳的物理化學(xué)特性 210
6.2.4 乳液聚合 211
6.2.5 膠乳的存儲與處理 214
6.2.6 紙張涂布膠乳的類型及其特性 215
6.2.7 膠乳對紙張涂布工藝以及紙張質(zhì)量的影響 221
6.2.8 發(fā)展趨勢和展望 228
第7章 共黏劑和增稠劑 230
7.1 羧甲基纖維素 230
7.1.1 簡介 230
7.1.2 CMC的制備和化學(xué)性質(zhì) 230
7.1.3 用于紙張施膠和顏料涂布的CMC級別 231
7.1.4 CMC在涂料中的添加 232
7.1.5 CMC對涂料保水性的影響 233
7.1.6 CMC對涂料流動性能的影響 235
7.1.7 CMC對涂布性能的影響 238
7.2 大豆蛋白 239
7.2.1 引言 239
7.2.2 產(chǎn)地、加工制造和化學(xué)性質(zhì) 240
7.2.3 大豆蛋白制品的范圍 243
7.2.4 涂布中的關(guān)鍵性機理 244
7.2.5 涂料流變性 244
7.2.6 運行性能和保水能力 245
7.2.7 防粘連與壓光機輥面“發(fā)朦” 246
7.2.8 大豆蛋白涂料的配方策略 247
7.2.9 大豆蛋白涂布配料的制備 247
7.2.10 結(jié)論 248
7.3 聚乙烯醇 249
7.3.1 制備 249
7.3.2 成分、結(jié)構(gòu)和性能 249
7.3.3 溶解工藝、溶解速度和PVOH溶液的時效 250
7.3.4 涂料用聚乙烯醇 251
7.3.5 對涂料流動性能的效果 252
7.3.6 聚乙烯醇用作涂布膠黏劑 254
7.3.7 聚乙烯醇用作表面施膠 254
7.3.8 對光學(xué)增白劑與載體性能的效果 255
7.4 合成共黏劑與增稠劑 259
7.4.1 引言 259
7.4.2 合成增稠劑 260
7.4.3 締合增稠劑 268
7.4.4 合成共黏劑 271
7.4.5 共黏劑和增稠劑對涂布性能的影響 273
7.4.6 應(yīng)用 276
7.4.7 結(jié)論 278
第8章 涂布助劑 282
8.1 引言 282
8.2 涂料分散劑 282
8.2.1 分散 282
8.2.2 關(guān)于分散劑的一般特征 286
8.2.3 穩(wěn)定所需的分散劑用量 287
8.2.4 分散劑類型 288
8.3. 表面施膠以及紙張涂布中的消泡劑 288
8.3.1 泡沫形成和穩(wěn)定的物理化學(xué)原理 289
8.3.2 泡沫控制中的物理化學(xué)原理 290
8.3.3 表面施膠和紙張涂布中泡沫與泡沫控制 291
8.3.4 結(jié)論 293
8.4 保水劑、黏度調(diào)節(jié)劑和pH控制劑 293
8.5 熒光增白劑 297
8.5.1 化學(xué)結(jié)構(gòu)和熒光性 297
8.5.2 熒光增白劑的種類 298
8.5.3 載體的作用 299
8.6 潤滑劑 300
8.6.1 硬脂酸鈣 301
8.6.2 蠟乳液 302
8.6.3 其他潤滑劑 302
8.7 抗水劑 302
8.7.1 抗水劑的種類 303
8.7.2 交聯(lián)劑的應(yīng)用 306
8.8 防腐劑 306
8.8.1 防腐劑的種類 308
8.8.2 結(jié)論 309
第9章 表面施膠劑 314
9.1 表面施膠的背景和目的 314
9.2 表面施膠的原料 314
9.2.1 淀粉 315
9.2.2 羧甲基纖維素 315
9.2.3 聚乙烯醇 316
9.2.4表面施膠助劑 316
9.3 施膠中膠料性能的影響 317
9.4 表面施膠劑配方 317
9.5 顏料表面施膠 318
第10章 顏料分散液和涂料的流變學(xué) 320
10.1 簡介 320
10.2 重要的流變學(xué)術(shù)語 322
10.3 流體的類型 323
10.3.1 剪切速率相關(guān)的流變性 323
10.3.2 時間相關(guān)的流變性 325
10.3.3 懸浮液的黏度 326
10.4 黏彈性 329
10.4.1 黏彈性測量 331
10.4.2 應(yīng)力弛緩試驗法 334
10.4.3 蠕變試驗法 335
10.4.4 法向力 336
10.4.5 造紙涂料的黏彈性 337
10.5 拉伸黏度 337
10.6 黏度的測量 338
10.6.1 受控應(yīng)變與受控應(yīng)力測量 338
10.6.2 旋轉(zhuǎn)型流變儀測量裝置 340
10.6.3 毛細管黏度計 343
10.7 紙張涂布的流變學(xué) 347
10.7.1 剪切力范圍對紙張涂布重要意義 347
10.7.2 紙張涂布流變圖舉例 349
10.8 涂布配料成分對流變性的影響 351
10.8.1 顏料漿的流變性 351
10.8.2 膠乳對造紙涂料流變性的影響 355
10.8.3 流變性改進劑對造紙涂料流變性的影響 357
10.9 利用流變性測量以預(yù)測造紙涂料的行為 361
第11章 涂層固化和涂層結(jié)構(gòu)形成 367
11.1 引言 367
11.1.1 濕涂層結(jié)構(gòu) 367
11.1.2 顏料與膠黏劑間的結(jié)合 368
11.1.3 顏料、膠乳和淀粉之間的結(jié)合 369
11.1.4 顏料、膠乳和CMC之間的結(jié)合 372
11.1.5 涂布原紙的內(nèi)部作用 376
11.2 涂層固化 378
11.2.1 引言 378
11.2.2 水從涂層向原紙遷移、保水性和固化 378
11.2.3 涂層遮蓋力與固化 382
11.2.4 涂層固化原理 384
11.2.5 刮刀涂布中的涂層固化 387
11.3 干涂層結(jié)構(gòu) 389
11.3.1 堆積與顏料容積比 389
11.3.2 涂層的開放性（openness） 389
11.3.3 表面性能 391
11.3.4 涂層結(jié)構(gòu)及其熱學(xué)性能 391
11.4 涂層固結(jié)模型和涂層結(jié)構(gòu) 393
11.4.1 結(jié)合、脫水和固化 393
11.4.2 多孔結(jié)構(gòu)模型 400
第12章 凃?qū)訙y量與分析技術(shù) 414
12.1 引言 414
12.2 表面結(jié)構(gòu) 414
12.2.1 分布狀況圖 414
12.2.2 摩擦因數(shù) 418
12.2.3 光學(xué)顯像術(shù) 418
12.2.4 接觸角分析 419
12.2.5 光學(xué)性能 419
12.3 涂層的化學(xué)分布和化學(xué)成分 422
12.4 主體結(jié)構(gòu) 423
12.4.1 汞孔隙率測定法 423
12.4.2 液體吸脹 427
12.4.3 空氣滲透率 428
12.4.4 染色法 428
12.4.5 白度、色值和不透明度 428
12.4.6 輻射光成像法 429
12.4.7 涂層灼燒變色成像法 429
12.4.8 輻射電子成像法 429
12.4.9 Kublka-Munk理論的應(yīng)用 429
12.4.10 物理橫截面法 430
12.4.11 中子散射法 432
12.4.12 X-射線衍射法 432
12.5 涂層結(jié)構(gòu)對測量和分析的影響 432
12.5.1 白度、不透明度和色值 432
12.5.2 紙頁光澤度 433
12.5.3 印刷光澤度 433
12.5.4 印刷色度不均 434
12.5.5 膠印網(wǎng)點的保真度 435
12.5.6 抗鼓泡 435
12.5.7 黏結(jié)能力與表面強度 436
12.5.8 輪轉(zhuǎn)凹版印刷性能 436
12.5.9 噴墨打印的印刷性能 437
12.6 結(jié)論 438
第13章 涂料的制備與過程控制 450
13.1 引言 450
13.2 涂料化學(xué)品的物流與供應(yīng) 451
13.3 涂料制備站的基本設(shè)計數(shù)據(jù) 451
13.4 涂布化學(xué)品的供貨與貯存能力 451
13.5 顏料的過程控制 452
13.5.1 顏料的分散 452
13.5.2 工業(yè)分散裝置 457
13.5.3 商品顏料懸浮液 461
13.6 膠黏劑加工 462
13.6.1 膠乳 462
13.6.2 在涂料站的淀粉加工 463
13.6.3 聚乙烯醇 468
13.6.4 蛋白質(zhì)膠黏劑 468
13.6.5 助劑的制備 468
13.7 涂料的制備 470
13.7.1 間歇法制備涂料 470
13.7.2 連續(xù)法制備涂料 472
13.8 涂布機的涂料供應(yīng)系統(tǒng) 473
13.9 超濾工藝 476
第14章 涂布及表面施膠技術(shù) 481
14.1 前言 481
14.2 涂布機 481
14.2.1 概述 481
14.2.2 涂布機的發(fā)展前景 483
14.2.3 涂布機的專用部件 484
14.2.4 紙幅運行涂布部件 486
14.2.5 紙和紙板的多層涂布 488
14.3 刮刀涂布技術(shù) 490
14.3.1 涂布頭類型 490
14.3.2 計量系統(tǒng) 496
14.3.3 刮刀加壓系統(tǒng) 504
14.4 表面施膠和模式涂布 514
14.4.1 引言 514
14.4.2 表面施膠和涂布技術(shù) 515
14.4.3 施膠量和涂布量的形成 522
14.4.4 運行參數(shù)對淀粉的滲透以及紙和紙板質(zhì)量的影響 539
14.4.5 不同紙和紙板品種的膜式壓榨技術(shù) 545
14.5 噴霧涂布技術(shù) 552
14.5.1 噴霧涂布工藝 552
14.5.2 噴霧涂布過程涂料色彩管理 554
14.5.3 工業(yè)應(yīng)用及其裝置 555
14.6 簾式涂布 555
14.6.1 前言 555
14.6.2 幕簾式涂布上料與計量 556
14.6.3 簾式涂布涂料的選擇 559
14.6.4 涂層的展開及結(jié)構(gòu) 562
14.6.5 幕簾式涂布工藝設(shè)計 563
14.7 新技術(shù) 564
14.7.1 前言 564
14.7.2 改進的涂布技術(shù) 565
14.7.3 節(jié)水節(jié)能型涂布方法 565
14.7.4 無水涂布方法 566
14.8 結(jié)論 573
第15章 紙張涂層的干燥與干燥設(shè)備 588
15.1 引言 588
15.2 涂布紙干燥過程中的傳熱傳質(zhì) 588
15.3 紅外干燥 590
15.3.1 引言 590
15.3.2 輻射干燥原理 590
15.3.3 電紅外干燥機 593
15.3.4 氣體紅外烘干機 595
15. 4 空氣干燥 596
15.4.1 空氣干燥器的類型 596
15.4.2 操作參數(shù) 599
15.4.3 氣墊干燥器的結(jié)構(gòu) 600
15.4.4 氣墊干燥器移回系統(tǒng) 600
15.4.5 空氣循環(huán)系統(tǒng) 601
15.4.6 空氣干燥器噴嘴 603
15.4.7 傳熱和干燥速率 604
15.4.8 能耗 607
15.5 滾筒干燥 609
15.5.1 干毯布置形式 609
15.5.2 干燥速率 611
15.5.3 通風(fēng)罩外殼 611
15.6 正確的干燥策略 611
15.6.1 色調(diào)不均 612
15.6.2 加熱階段及初期干燥 613
15.6.3 固化、恒速干燥 614
15.6.4 最終干燥（降速干燥） 618
15.7 總結(jié) 618
第16章 過程控制與自動化控制 623
16.1 簡介 623
16.2 在線涂布量監(jiān)測方法 623
16.2.1 烘干差量法 623
16.2.2 灰分差量法 625
16.2.3 直接測定法 626
16.3 縱向涂布量控制 627
16.3.1 啟動控制 628
16.4 橫行涂布量控制曲線 629
16.5 縱向水分控制 630
16.5.1干燥優(yōu)化 631
16.6 橫向水分控制 632
第17章 發(fā)展趨勢與未來展望 633
17.1 顏料 633
17.2 膠黏劑 635
17.3 共黏劑和增稠劑 635
17.4 涂布、施膠方法和技術(shù) 636
17.5 干燥技術(shù) 637
17.6 監(jiān)測和自動化技術(shù) 638
17.7 分析技術(shù)、模型和模擬方法 638
單位轉(zhuǎn)換 639