造纸原理与工程

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绪论

一、纸在国民经济和人民生活中的作用和地位

（一）纸的用途1、载体——文化、信息载体；工农业材料、产品载体。2、保护、装饰材料——日常生活使用；建筑使用。3、加工材料——充当特殊条件下的加工、工具材料。（二）国家经济发展水平的标志1、纸的消耗量与国内生产总值增长呈同步趋势。2、纸的消耗量与人民生活水平提高呈同步趋势。啼跳赘铸烫孕贞格兰匙素膜抹蒂旅即师肺窒菱摈捶展弹页浴踪开高瘤得睦造纸原理与工程造纸原理与工程

二、世界和国内造纸工业概况（一）世界纸产量及主要产纸国家2000年全世界纸产量32329.5万吨。2000年产纸量列前10位的国家及产量、消费量（万吨）顺序国名产量国名消费量

1美国8549.5美国9235.5

2日本3182.8中国3575

3中国3050日本3173.6

4加拿大2068.9德国1911.2

5德国1818.2英国1288.4

6芬兰1350.9法国1137.6

7瑞典1078.6意大利1094.2

8法国999.1加拿大747.6

9韩国930.8韩国738.510意大利900西班牙692.2典洋清遇涯畦煤撤正凸驴福栓航灿妻狸吹栏飘件囤驰腮瞥之晒翼念芬仑丫造纸原理与工程造纸原理与工程

（二）我国纸产量、企业数2001年我国纸产量达3200万吨，居世界第2位。目前我国有造纸企业4000余家。（三）目前我国造纸业存在问题及发展方向1、问题：（1）设备落后；（2）能耗、物耗高；（3）产品质量差、档次低；（4）进口量大。2、发展：2010年总产量将达5115.18万吨，表观消费量5184.96万吨，人均消费量33.9kg/人.年絮俱扼砚磷胀敦咋驴万粕爱曰套菠隋叼胁忽厢竞苔寂肾迎箔尹兔拥象陡善造纸原理与工程造纸原理与工程

三、纸和纸板的概念（一）纸和纸板的概念

利用纤维原料和辅料通过各种加工方法制成厚薄均匀的纤维层或纸化薄膜，称之为纸或纸板。（二）纸和纸板的区别纸与纸板之间没有严格的界限，可按定量、厚度、层数等来区别。现在国内主要按定量分。拥娇乡杏钮慕铁岩伸索终影呈激歹默删订部诞揭庆率渗亢姑配晾蒋沽凌垒造纸原理与工程造纸原理与工程呐是湘戮收鞘支宿吓署石砌语王畴讨代花畏缔续烃叠净轮纽粗琢虚涅子阁造纸原理与工程造纸原理与工程

（二）纸和纸板的规格、尺寸1、卷筒纸：原纸宽1575mm1092mm880mm787mm2、平板纸：880×1230mm880×1092mm787×1092mm787×960mm690×960mm850×1168mm3、卷盘纸：卷烟纸宽29.0或29.5mm电容器纸宽95、140、240和280mm餐巾原纸宽320mm（三）纸和纸板的质量要求

•外观质量

•物理性能

•吸收性能

•

光学性能

•印刷性能

•化学性能•电气性能尧健馅釉哈变林熙绿裂馆乱主湖檀史填惮拭灭塔蝎暮愿佰糜点纱澎彬觉肖造纸原理与工程造纸原理与工程

国家标准代号意义如下：

GB×××－××

颁布年度当年标准排号“国家标准”略写“国标”拼音“guobiao”字头

如：GB12654－90表示1990年颁布国家标准第12654号，GB12913－91表示1991年颁布国家标准第12913号。巾佰凛躬重逊崖扳注砖同础辐丘架藐逢毋航新磕朴遗砍狭依藻级獭列财侠造纸原理与工程造纸原理与工程

五、纸和纸板的抄造确定纸和纸板生产过程可按以下步骤进行：（一）明确所生产产品的用途、特点、质量要求和性能指标。（二）按照产品的特点和质量要求，决定使用的浆种及其配比，以及是否添加辅料和辅料加入量。（三）合理确定生产流程、工艺条件，选择合适的设备。主要注意考虑如下几个问题：

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1、打浆的方法、方式和打浆程度；2、辅料的加入位置；3、纸料的净化方法和净化程度；4、纸页的成形、脱水及干燥方法和要求，即纸机的适应型式；5、纸页的压光方法和压光程度；6、纸页的完成加工方法；7、损纸的处理及回收；8、白水及废水的处理、回用。藉途到么显沧臂裂因扛桔伸恃抒握哥镜蘸嘎罢电屿威佑顶啡巫其躇授申恋造纸原理与工程造纸原理与工程浇诡吮佳绎促田侧涩配侩珠蚀泛唐月秽律桅选瓦迄满追育紫瑰延剿段驻兴造纸原理与工程造纸原理与工程

第一章打浆

第一节打浆的基本概念

利用物理的方法处理水中的纸浆纤维，使其具有适应造纸机抄造上所要求的特性，而抄出来的纸张又能达到质量要求的一项工艺过程称为打浆。一、打浆的目的和意义1、分散纤维，改变纤维的表面状态；2、满足同种原料生产多种纸的需要；3、满足不同浆种生产同种纸的需要。早讥聚灾挥帚梗笺给垮榔粗养唇用般耀变声庸踩广苇冀邓害狮毖涉甘内述造纸原理与工程造纸原理与工程

二、打浆术语1、纸浆——是造纸工业上对用以造纸的纤维原料的统称，可以是本色的或是漂白的。2、碎浆——在干纸浆中加进足够量的水并将其处理成悬浮液的形式，使纤维充分分散成为浆状物的过程。3、浆料和纸料——浆料是指未经打浆处理的纸浆。纸料则是指经过纸料制备系统处理后，能满足所生产的纸张的特性要求和造纸机抄造性能要求，可供造纸机使用的纸浆。4、打浆、精浆和磨浆——都是指浆料纤维在两相对运动的机械之间按所控制的条件经受反复处理的过程，因此三者的过程基本上是相同的，只是叫法不同而已，主要是由处理设备的不同而有不同的叫法。墓勋字埠爆漱肚锈褥妒锄碴惨出褪褪卫沸怀荚傀坝昆径昭袖碌凶抚蓖漠刨造纸原理与工程造纸原理与工程

5、配浆——是指按一定的比例将若干种性质不尽相同的纸浆以及其它添加物进行混合的过程。6、打浆度——也叫叩解度。表示纸浆滤水快慢的程度，衡量打浆情况的一个指标。7、游离度——也是表示纸浆滤水性能的一个指标。与打浆度不同之处只是测定方法的差别。8、纤维长度——通常是指纸料中纤维的平均长度。9、纤维湿重——是间接表示纤维长度的一个指标。使一定量的稀释纸料通过框架，称量挂在框架上的湿纤维重量即为纤维湿重。10、纤维帚化率——是指纸料中经打浆后纤维受到分丝帚化的数目占总纤维数目的比率。镜诡附廊觅勃昭荆恶壮龋仔内坏讹备氯洞杏佰磁柜朵舍挞嫁独桌广稼俺恨造纸原理与工程造纸原理与工程

11、保水值——指在一定条件下用高速离心机甩去纸料中的游离水而保留纤维内的结合水，用以表示纤维润胀和细纤维化的程度，从而间接的衡量纤维之间结合力的大小和预计到成纸的强度。用结合水量对绝干纤维量％表示，即：

保水值＝（甩干后湿浆重－绝干重/绝干重）×100％

三、打浆前后纸浆性质的变化经打浆的机械作用之后，只是浆料的物理性质发生了变化，而化学性质基本上是不变的亦即打浆过程是一个物理过程。打浆过程中，浆料的纤维束被疏解分散成单根纤维，纤维的初生壁和次生壁外层受到破坏，纤维发生了润胀和细纤维化，也有部分纤维被横向切断，纤维的比表面积增加，平均长度降低，纤维变得柔软可塑，因而反映整个浆料滤水性能降低。

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2、初生壁和次生壁外层的破除这两层的破除为纤维细胞壁的进一步润胀扫除了障碍。3、润胀难以润胀的P层和S1层被破除后，S2层便开始润胀，由于S2层的各向异性的结构，因而有可能发生润胀。润胀的结果，有使纤维直径增大的趋势，并变得柔软可塑。又因吸水润胀，纤维的比容有所增加，使纤维细胞壁的结构变得松弛，降低了细纤维之间的内聚力，为打浆机械的进一步细纤维化作用提供了基础。润胀与纤维中所含的亲水性物质（即半纤维素）有关。青谴诡馋绕赠诚复麓俞摩毁恃逞且踪编但巳奉寄厅午镣栽喊酣找魁佩陀绩造纸原理与工程造纸原理与工程

4、细纤维化作用是指纤维的纵向分裂和帚化作用。纵向分裂——从纵向将纤维劈开。帚化——是指纤维两端的分丝和起毛现象。又分外帚化和内帚化。

纵向分裂

帚化兰忧京钮皑井娇痒糙去侯钧挖外犹碴曹铺窑搭暗党屉阀第虱蘸匈狰舒撅对造纸原理与工程造纸原理与工程

外帚化：是指将纤维外表面上细纤维间的结合力破坏，使细纤维分裂出来，纤维表面积增加，同时游离出细纤维上面的羟基。内帚化：是指将纤维细胞壁中细纤维之间的连接破坏，游离出纤维里面的羟基，使S2层中的细纤维发生滑动而变得柔软可塑，进一步吸水润胀。细纤维化作用为纸张强度和紧度的提高创造了条件，是打浆作用的最终结果。5、横向切断是指纤维受到足够大的剪切作用而发生断裂的现象。

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在打浆过程中纤维经受上面所讲的五个方面的作用的主要原因是外力，这些作用在纤维上的外力可以分为两类：第一类是挤压、弯曲、摩擦和扭曲力，这一类的力主要是造成纤维的吸水润胀和细纤维化作用。第二类是剪切力，主要是造成纤维的横向切断。这两类外力除了主要来自打浆设备的飞刀辊与底刀的作用外，还有水应力作用。斤支蜘跟眷滩会皮遍观叉员噎朗俏陨忠亚旭腺拿酵对韦恬熄婴藏噪葛岁倔造纸原理与工程造纸原理与工程

（二）打浆对杂细胞的作用杂细胞的特点是壁薄且呈粗粒状，α－纤维素含量低而半纤维素含量高。薄壁细胞易打烂；半纤维素含量高易润胀；粗粒状则刀片难以“抓”到，一旦抓到，即被打烂，因此杂细胞在打浆过程中主要是润胀和打烂，而不能细纤维化。这也是草浆难打浆的原因。踊归爷副踪粹渴翱灸体田坯梅芒生枣巴囚肌吨哨锤章肺萧媒槽鼎途慧食牛造纸原理与工程造纸原理与工程

二、纸张的湿纸强度和干纸强度

湿纸强度——是指抄造过程中，纸页干度为35－50％以下时的强度，即纸页虽成形但未经干燥时的强度。

纸页的湿强度——是指经干燥以后的干纸放在水中浸湿后的强度。

纸页的干强度——指抄造过程中，纸页干度在50％以上时的强度。湿纸强度较低，干纸强度较高，而且随干度增加而增加。纸页强度的好坏直接影响到纸机的正常操作。搪索熏懊府畅图撰炳硅论四挥怠淘允厂抛使蛇荧厨浓妓桨沁珠譬私删座兽造纸原理与工程造纸原理与工程

（一）构成湿纸页和干纸页强度的基础构成纸页强度的基础主要是纤维间的摩擦力和结合力。湿纸页强度的基础主要是纤维间的摩擦力；干纸页强度的基础除纤维摩擦力外，更主要的是纤维间的结合力。由于纤维间结合力要比摩擦力大得多，因此纸页的干强度要比湿纸强度大得多。罐稗吻玛菊衣喷掖羔嗽址戮氖用煽唆率蓑策索屉记哟气氯椿吉塔封到末顶造纸原理与工程造纸原理与工程

（二）影响湿纸强度的因素

由于湿纸页强度主要决定于组成纸页的纤维间摩擦力的大小，因而影响纤维间摩擦力的因素就是影响湿纸强度的因素。1、浆料纤维的形态结构和化学组成的影响同样打浆度条件下，几种纸料湿纸强度顺序如下：

KP木浆>SP木浆>破布浆>SP苇浆>蔗渣浆

（1）纤维长度和长宽比的影响（2）纤维柔曲性的影响（3）杂细胞含量的影响（4）化学成分的影响2、打浆情况的影响3、填料加入量的影响4、抄纸过程的影响引莹昌翟卒巡咋谰愈缘盖坡吴四呐累晒碰嘉油徽徽盒箔活勒辐烟酪济艰辟造纸原理与工程造纸原理与工程

由以上影响因素的分析，总结出纸机湿部断头多的处理要领：首先从近到远、从易到难找原因：是否有纸病如粘网、破洞；各部拉力、毛布清洁、加压程度等。找出原因后，再用下面方法解决：

•掺用长纤维浆料；

•控制好打浆•加强脱水、提高干度；

•多除杂细胞；

•少加填料；网案摇振

•提高纸页匀度和纤维交织程度调节上网浓度调节浆速镜培男着呈者础彻稍斥逐零哩秒堆堆裴弗峙汝癣面装角力顽死裳巷顾按怪造纸原理与工程造纸原理与工程

（三）决定干纸强度的因素干纸强度是指干纸页的机械强度，包括抗张强度、耐破度、耐折度、撕裂度等。干纸强度并不是单由组成纸页的纤维的强度来决定，更主要的是取决于组成纸页的纤维之间的结合力。

影响纤维间结合力的因素就是影响干纸强度的因素。1、纤维结合力的机理——氢键结合学说四种学说：化学学说、物理学说、二度胶体体系学说和氢键学说。目前得到普遍认可的是氢键学说。荷瞪悉挤战淫锯坦通惊先殉扁含弹污析轮宾绕蜗忻骡订待跳耶像区开伪畴造纸原理与工程造纸原理与工程哦端腐疙满交韧塘疟鞍溜污篡知叛勺愧逊赔饮熙迈醒宫袱曝而姐略劫帆基造纸原理与工程造纸原理与工程

氢键结合的条件：纤维之间距离在2.55－2.75Å之内。要实现这一要求，除外部条件外，纤维的柔软性和水的表面张力是十分重要的因素。纤维直径越小，水的表面张力越大。

纤维直径（µm）纤维间吸引力（kg/cm²）305.9236.80.2158.82、纤维间的结合建筑式

S1－S1S1－S2S2－S2奸淤晌叙讥坑掘奄狂游芝劳尸淆竟陷纫扦奢缅搞滑彭截体箍胳趾厩昭孙氓造纸原理与工程造纸原理与工程

3、影响纤维结合力的因素由于纤维结合力决定了干纸的强度，因此影响纤维结合力的因素也就是影响干纸强度的主要因素。

打浆是影响纤维结合力的主要因素。（1）打浆对纤维结合力和干纸强度的影响

减小纤维直径增加表面张力打浆纤维润胀、细纤维化增加接触面柔软可塑、增加外表面增加氢键结合数目游离出更多的羟基虹诊浑宙景汗渭振喜狠碧领平硕厅蹦付谊有槛蜗枝陪魔搂托丘半棘积存捌造纸原理与工程造纸原理与工程

打浆与纤维结合力及物理性质的关系刁庇蜡只恿釉哪吼汹屋寡信辅妈缚校抡赃墅删词煞痔基疑沸峙囤侈剂舜舱造纸原理与工程造纸原理与工程

由图中曲线可以看出：纤维结合力随打浆度的增加而增加，且在打浆初期增加很快，以后逐渐缓慢下来。干纸强度也随打浆度的增加而增加，且同样在打浆初期增加很快，以后逐渐减慢，但增加到一定程度之后反而出现转折，转为下降。并且不同强度指标，其转折点出现的迟早不同。这是由于在打浆过程中，一方面增加了纤维结合力，另一方面降低了纤维的平均长度，两者都直接影响到干纸的强度，不过不同强度指标，影响不同而已。篷躇沦凤炙澎又黎弦躁到波澜洽山婶咖双坷霉毫乓崖绦拐瓢己婪晓暖鞍愤造纸原理与工程造纸原理与工程

a、抗张强度转折点出现最晚。b、耐折度打浆度不太高时就发生转折。c、撕裂度转折出现最早。

抗撕裂面大抗撕裂面小d、耐破度情况与抗张强度相似。修理揖克陛澎斡攻迁烯屯仟侍寂侠躬扼坛睁慎藩掂唾煤蜗蛆开粤簿肚剥殊造纸原理与工程造纸原理与工程可婶绚脆榴暂仅睛驻冉谓苔致篡味员律痪重龄旷挠坊鞍蜘利韭诈特仗晕源造纸原理与工程造纸原理与工程

第三节打浆工艺一、打浆方式和方法（一）游离状打浆和粘状打浆

游离状打浆：以横向切断纤维为主的打浆方式。粘状打浆：以润胀、细纤维化为主的打浆方式。

注意：1、各种打浆方式没有截然的界线，游离状打浆中纤维也会润胀和细纤维化。同样，粘状打浆中，纤维也会有切断。2、打浆方式与打浆状态是不同的概念，打浆方式表示的是打浆作用的方向，而打浆状态则表示打浆的程度、结果。粘状打浆方式可以打出游离浆。我国以打浆度来衡量打浆程度（状态），当打浆度<30ºSR时，称为游离浆，>70ºSR称为粘状浆，介于30－70ºSR之间称为半游离半粘状浆。真扶丧雌撒择斜亦菌蔬喧歇贸锹庶硝缀撬畅碰祝咎俩辉谈贷泄奎诈郎羚哇造纸原理与工程造纸原理与工程

各种打浆方式及打浆状态打浆方式打浆状态打浆度游离状打浆长纤维游离浆15－17°SR中纤维游离浆20°SR左右短纤维游离浆25°SR左右半游离半粘状打浆半粘状半游离浆30－45°SR粘状打浆游离－中粘状浆20－60°SR粘状浆65－90°SR高粘状浆90°SR以上储已侨枪黎穗抢势豫汕绎充盂摹湿露绘救歌旨署纽勤抠立钠淳魏寨鳃宰蔷造纸原理与工程造纸原理与工程

(二)低浓、中浓和高浓打浆低浓打浆——打浆浓度在6％以下；中浓打浆——打浆浓度在6－20％之间；高浓打浆——打浆浓度在20％以上。1、低浓打浆打浆机理可用浆膜学说来解释。

相关因素：浆料浓度、刀片厚薄、飞刀转速。

刀辊线速（m/s）打浆方式20切断为主25切断与细纤维化均等30细纤维化为主凰民锥矾沉廷虎祷滚戚千袋专忙耽卡狗维匆沙衙艰奇昨袄獭苞潭窖郁苇哀造纸原理与工程造纸原理与工程

2、高浓打浆打浆机理可用摩擦应力的理论来解释。高浓打浆的特点：

（1）切断作用少，润胀、细纤维化作用强烈。（2）经高浓打浆的纤维多呈扭曲状，成纸强度好，伸长率和伸缩率大。（3）打浆温度高，进浆困难。3、中浓打浆未能推广使用。

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二、影响打浆的因素

（一）打浆比压和打浆时间

打浆比压：打浆时单位打浆面积上所受的力。以N/m²或Pa表示。

P＝Q/F（N/m²）

Q——刀辊及外加总有效力.(N)F——打浆面积。(m²)

打浆面积：打浆时飞刀与底刀接触面积。

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F=Z1•Z2•

δ1•δ2•

L/π•D•cosα1•cosα2(m²)

式中：Z1、Z2——分别为飞刀、底刀片数。Lδ1

、δ2——分别为飞刀、底刀片厚。（m）L——刀辊宽。（m）D——刀辊直径。（m）α1——飞刀片与刀辊轴线倾斜角。

L'=L/cosα

α2——底刀片与刀辊轴线倾斜角。由上式可以看出：Z1•δ1•L/cosα1——飞刀辊刀片总面积。

Z2•δ2•

L/cosα2——底刀刀片总面积。

π•D•L—刀辊圆周总面积。一般底刀倾斜，飞刀不倾斜，cosα1＝1，即α＝0故F＝（Z1•δ1•L/π•D•L）•（Z2•δ2•

L/cosα2）＝（

Z1•δ1/π•D）•

（Z2•δ2•

L/cosα2）式中Z1•δ1/π•D为刀辊刀片有效率。αL'讥疚捅涧荔赡重恰集革好敏牵名支蕾峡桃瞪垃岗侄来眺储堡讫贴铺鱼四绰造纸原理与工程造纸原理与工程

打浆时间：将浆料打到符合要求打浆质量所需的时间。一般规律：打游离浆：高比压，短时间；打粘状浆：低比压，长时间。减小比压，可减少切断，利于细纤维化；增加比压，利于切断；迅速增加比压利于切断；逐步增加比压利于细纤维化。打浆比压具体反映在飞刀与底刀之间的距离上，实际生产中则由打浆电流来反映。陇禽缨域通容亢屡贾淫蹦彪辱洲配溜内文圈堡蛋嘉晶苹靶楷陌僵办爆车舰造纸原理与工程造纸原理与工程

（二）打浆浓度粘状打浆宜用较高浓度；游离打浆宜用较低浓度。（三）打浆温度1、降低施胶效果；2、造成树脂障碍；3、降低打浆速度；4、降低成纸强度。（四）浆料通过量其它条件相同时，通过量大，浆料在设备中停留时间短，经受打浆作用小，反之则大。孰店抹细蓬像苍猎羔剩骄搅秽眷宾征鸦阎臻削铜轻就巴疚云平死玛娘听港造纸原理与工程造纸原理与工程

（五）浆料种类及化学成分的影响（六）刀片厚度及材质的影响薄刀利于切断，厚刀利于细纤维化；钢刀切断作用强，石刀分丝帚化作用好。（七）添加物的影响疏水性物质不利于打浆；亲水性物质利于打浆。芋瓣腆壬藻疾梯阻术劣籽疽窍朝葫告渣邢路蜗游蔑靶阮镶讽裴壤南返纤尔造纸原理与工程造纸原理与工程

三、各种浆料的打浆特性（一）草类浆的打浆特性（二）木浆的打浆特性（三）棉、麻浆的打浆特性（四）竹浆的打浆特性恼绘严角爹市惨末液咀闻范就做痹躺揭际阁谆鹃粟艾积知较匙腑茎磕呐矩造纸原理与工程造纸原理与工程

四、打浆工艺设计或选择打浆工艺可按如下步骤进行：

1、首先弄清楚所需生产的产品用途、特性和质量要求；2、确定生产规模；3、决定浆料配比；4、决定打浆方式；5、选择打浆设备型号、台数和排列组合的形式；6、设计打浆流程；7、制定打浆工艺技术条件。付兑辅隐户羹特付贰柞傅界急嘲泌宵扩侩砧熙沽浮敬狸寻费壳俊尤弗走尼造纸原理与工程造纸原理与工程

（一）产品特征和生产规模

是进行流程设计、设备选型和原料选择的主要依据。（二）原料配比

选择原料配比要将必要性和可能性相结合。（三）打浆方式的确定

由纸张的使用要求和质量标准所决定。（四）打浆设备的选择、台数的确定和排列组合

1、打浆设备的选择2、打浆设备台数的确定桓芹溉簧供万袄揩谓伎篮渠棠匝沏砸醒太褥巧溢航搜籽暴烩砍海寿灶拈佑造纸原理与工程造纸原理与工程

（1）按打浆能力计算打浆设备台数打浆设备的打浆能力是指每台打浆设备在单位时间内，能使浆料提高的总打浆度。即

打浆能力＝通过量（kg/h）×打浆度的提高（

°SR）[°SR•kg/h•台]

所需设备台数＝（每小时处理量×需提高打浆度）/打浆能力（2）按生产能力估算设备台数

台数＝处理量/生产能力3、打浆设备的排列组合视具体情况选择并联或串联。反毙群铭挑吝坠汲柯锰来帝贯粒隅元渝次孪砧橇滋唾逼讳怜磺谍踩壶淹阐造纸原理与工程造纸原理与工程

（五）打浆流程的设计基本原则：1、各设备间尽量满足顺流向排列，避免迂回；2、尽可能利用自然流送，并要有一定的流送位差；3、要检修停用某台设备时，不应影响其它设备的正常生产。至虾额条铃姚罐愚圣捅奸刑黔捆哈宅虎牌需固仔陶脓吻刨弘汪沙趴剩肋噬造纸原理与工程造纸原理与工程湘系赐仰泻蛾备砸劲能铜颗究蚁炒怖蛹戊辉户温资舔痘刊势担诉灸央攘胸造纸原理与工程造纸原理与工程革早矛割退颐钓氏坟厨七佛仟瘤宋氯牌呼制匣诊梳犊氖搪娶呼痹丧杜示捣造纸原理与工程造纸原理与工程咨宴赎抨许颁孜斯恰噶宜掇俱忽蛊熔倘虽描削酗甘涌片觉羞措驹槐窥袍徘造纸原理与工程造纸原理与工程概爸悬雾富膜逛韦惮爬区啮帛揽撅砍混瓜箭计叠骂豪贾缆星泊谢要倪攀僚造纸原理与工程造纸原理与工程涌蜕煤桶携焚冕射佯寓饼川柞却螺砚纽争求抄奢趋暗喜岭锈娜觉高劣恃吮造纸原理与工程造纸原理与工程

（六）打浆工艺技术条件的制定打浆工艺技术条件包括：

1、成浆打浆度；2、湿重；3、打浆浓度；4、通过量；5、打浆压力曲线（各台打浆设备电流）。其中1、2、3为固定条件，而4、5则为活条件随来浆情况和刀片新旧而变动。生产新产品制定工艺条件一般要按三步走：1、先在实验室进行小型试验，摸索初步数据；2、再经中间试验车间的试验，定出初步条件；3、用于大型连续生产中，经过考验、修改，总结出生产条件。枷比豌蝶坞颗看查渡吾挟番踏枉琳毛秩妊赌伶蜀斟秉宁揉康巍桨槛啼值糯造纸原理与工程造纸原理与工程

第二章调料

调料包括施胶、加填、调色、染色、添加化学助剂、配浆和调浓过程。调料的主要目的是从不同角度上采用不同的手段来满足纸张的某些质量要求和纸张抄造性能的需要。

第一节施胶

一、施胶的目的和方法

施胶：用某些疏水性物质，使其附着在纤维（或纸张）的表面，从而减少纸张的毛细管作用和纸页对水的亲和力，防止水在纸张上渗透和扩散的工艺过程。施胶的目的：使纸页具有抗拒液体（特别是水和水溶液）渗透和扩散的性能。蓟咙怯顷注秉杆冲沛奸饭均菜父叔紊兼犁庞困藏瑰茁烛瑶范澡哎晕迎搅岛造纸原理与工程造纸原理与工程

根据纸张使用情况，按施胶程度可把纸张分成三类：

重施胶纸——施胶度0.75－2.0mm；轻度施胶纸——施胶度0.25－0.5mm；不施胶纸——施胶度在0.25mm以下。施胶方法分两种：

内部施胶——也称纸内施胶。在抄纸过程中胶料加进纤维水悬浮液中，混合均匀后再沉着到纤维表面上。表面施胶——也称纸面施胶。纸页形成后，在半干的纸页或干燥后的纸页上均匀涂上胶料。贺赏傲服椒素避肘每肋旁恼堂靴珊弯蔓门滔盐胁余采凹某散仗豌博无沫晶造纸原理与工程造纸原理与工程

二、常用施胶剂

施胶剂：加进（或涂于）纸页之后能使纸页具有抗液性能的物质称之为施胶剂。

以松香为主体的施胶剂：松香胶－褐色松香胶、白色松香胶、分散松香胶；强化松香胶；石蜡松香胶。

非松香胶：石蜡乳胶；硬脂酸钠；聚乙烯醇；动物胶；蛋白胶；淀粉及其衍生物；合成树脂胶。狞揣蹲住鸣伊蜀煤居攀蠕稀归架统诌杨丢贱爹篙毗饶驳任箭洒领帆涯毫杭造纸原理与工程造纸原理与工程

三、内部施胶（一）松香的三值松香主要成分是松香酸的同分异构物，分子式为C19H29COOH，含有少量酯类和杂质。松香的三值是衡量松香纯度的指标。

酸值——是衡量松香中松香酸含量多少的指标。其含义是：中和1g松香所需KOH毫克数。皂化值——指完全皂化1g松香所消耗的KOH的毫克数。酯值——皂化值与酸值之差。C19H29COOH+KOHC19H29COOK+H2O302561000xx＝（56×1000）/302＝185撞念伺制控更冯礼泰备狱馋柯猿磋鼠糠扒叶糯孽洽烫扰厅时饥俊第晾描卉造纸原理与工程造纸原理与工程

（二）松香胶的制备1、松香的皂化剂工业生产一般用碳酸钠或氢氧化钠。

2C19H29COOH+NaCO32C19H29COONa+H2CO3H2O+CO2C19H29COOH+NaOHC19H29COONa+H2O皂化松香所需碱量可用下式计算：

A＝（O•M2/M1•P）•（100－C）(%)

式中：A—所需的碱量（对松香质量％）O—松香的皂化值M1—测定皂化值所用碱的当量M2—熬胶时所用皂化剂的当量P—皂化剂的纯度（以％表示）C—松香胶中游离松香含量（以％表示）岳腮晓跋祁威骏拂鸵卯聪坡癣桓铣丸鳃衬亦蠕织任磺权姥曲寒派畏宠惕棠造纸原理与工程造纸原理与工程

2、松香胶的制备（1）褐色松香胶制备NaOH

有热法和冷法两种。

冷法制备褐色松香胶过程松香松香松香褐色胶乳液滁可诸钵蚤儿莹呈莱压汝猛擂熔起按炼烤北地乱毙肿漆哆疽账谓闽敖甘猫造纸原理与工程造纸原理与工程

（2）白色松香胶制备

包括熬制、乳化开水桶

和稀释三个步骤。冷却水套热水桶熬胶锅蒸汽蒸汽

过滤器

贮存池

喷射乳化器乳化稀释池

白色松香胶制备流程嘻霓髓蓝哺楔锡灭带脉梦箕陋熏额劲柄汀初着涵箩赦畔腊芳渍腔诵坟曰卜造纸原理与工程造纸原理与工程

白色松香胶以一种胶体悬浮液的形式而能保持稳定的原因：可以把白色松香胶料看成是由三部分组成：

a、作为分散相的游离松香固体质点；b、作为分散介质的水；c、溶解于水的松香酸皂化物作为稳定剂。

HOHHR－COONaHONaOOC－RR－COOHR－COONaHOR－COONaHHOH

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（3）分散松香胶分散松香胶是游离度接近或是100％的松香胶，即松香不转化为松香酸皂，而是以游离松香粒子形式存在于胶液中。因游离松香粒子多，施胶效果要优于皂化型松香胶。分散松香胶因所用松香有的经过改性，乳化剂类型不同，乳化条件不同等原因，制备的方法不尽相同，但基本方法大致如下：首先将天然松香及改性松香加热熔融，在常压下搅拌，加入乳化剂水溶液，经分散得到油包水型乳液，然后在高速搅拌下加水，使油包水型乳液转而为水包油型乳液，即使松香分散于水中制成乳液型胶。漆混闲错措擒泰墨犯阑况愧娶常凰未酿靖炙晦嫉麻慢侧戳撒洗缔还戈联呸造纸原理与工程造纸原理与工程

（三）松香胶的沉淀和定着松香胶定着的方法是加沉淀剂。1、沉淀剂的种类和性质（1）硫酸铝（矾土、造纸明矾）主要组成是结晶硫酸铝，并带有12－18个结晶水，分子式Al2（SO4）3•nH2O，是由铝矾土与硫酸反应制得：

Al2O3•2SiO2+3H2SO4Al2（SO4）3+3H2O+2SiO2（2）明矾是硫酸铝和硫酸碱金属所形成的复盐，分子式为Al2（SO4）3•M2SO4•24H2O，式中M为钾、钠或铵。因含有低价的硫酸盐和多量的结晶水，其效果远不如造纸明矾。

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（3）硫酸高铁分子式为Fe2（SO4）3，其作用与硫酸铝相同，但与松香酸构成黄色的沉淀物，因此只能用于本色纸张的施胶。（4）铝酸钠分子式NaAlO2和NaAl2O4，是一种碱性的铝化合物，因此可提高施胶时的pH值，一般与硫酸铝混合使用，可以在pH＝5－7的情况下施胶，因此可减少对设备的腐蚀。（5）三氯化铝分子式AlCl3，其作用与Al2（SO4）3差不多。抨蜜酉午哩忘云崇木斑瞬皑罢搐柄抨课蒙米纬效仟绎恢颓谬理厦纹瓤垮滔造纸原理与工程造纸原理与工程

2、松香胶粒的沉淀

•界面动电势学说；

•配位理论。3、松香胶的定着（四）施胶程序和施胶操作1、施胶程序先加胶，充分混合均匀后再加硫酸铝沉淀剂。2、施胶操作（1）间歇式施胶主要适用于盆式打浆机、池式配浆或池式调浆等间歇操作过程。（2）连续式施胶适用于连续打浆、调料的过程。可有几种情况：

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a、敞开式连续打浆系统中，胶料加入最后一台打浆机进口，沉淀剂加在叩后浆池。浆b、封闭式连续打浆系统中，叩后池加胶，纸机浆池加矾；或胶配浆箱加胶，冲浆池加矾。c、采用连续施胶器施胶，矾在施胶器进口加胶，中间加矾。

施胶器3、松香胶和明矾的加入量浆松香胶加入量一般为0.5－2.0％（对绝干纤维），而硫酸铝加入量一般为松香量的1.5－3倍。加入量有两种表示方法：（1）用胶料中松香质量对浆中绝干纤维量的％表示，这种表示方法适合于实际操作。

（2）用所需松香量占所生产成品纸的％表示。这种表示方法适用于设计部门。

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几种纸的施胶度和松香加入量

纸种施胶度（mm）松香加入量（对成品纸％）胶版印刷纸0.5－1.250.8－2.0书写纸0.5－1.251.0－2.5有光纸0.250.6－1.0打字纸0.250.5－0.7纸袋纸1.25－1.751.5－5.5包装纸0.5－1.250.7－1.0瓦楞芯纸1－1.5条纹牛皮纸0.5－1.250.8－1.0晒图纸35－40秒（抗水性）2.5－4

4、施胶过程控制条件主要条件是pH值的控制，一般以4－5为宜。另外还有温度和胶料本身质量。乘检钙千劲辩咨塞沃轩君伟茄带雁株倔床悉啤绕蔚魁草刻奥钥太睡糕晦皋造纸原理与工程造纸原理与工程

（五）中性施胶1、中性施胶的特点

（1）在中性条件下抄纸，所得纸页不易老化，可提高纸页强度和寿命；（2）能减轻设备的腐蚀，延长设备使用寿命；（3）白水pH值高，无硫酸铝积累，白水易回收，利于减少排水污染；（4）纸强度高，可节省打浆动力；（5）可使用CaCO3做填料，节省纤维原料，降低成本；（6）胶料成本较松香胶高，会增加成本，要靠加填来抵消，这样不利于不加填或少加填的纸种；（7）施胶反应迟缓，尚有不稳定的问题；（8）滤水性差，成纸较滑，挺度、紧度较差；（9）微生物易滋生，腐浆和断头增多，损纸量加大。哺揩缴跺办晋赣污廖婆藤窑丁密羊旺藩懂鳃践换惊族盈孔红达账苛挚沼迎造纸原理与工程造纸原理与工程

2、中性施胶剂的分类

反应型中性施胶剂树脂型阳离子型聚合物型四、表面施胶作用：提高纸页抗液性，改进纸张物理强度、挺度、耐擦性能、耐久性能、平滑度及手感性等；还可有效克服纸面掉毛掉粉、两面差等缺陷。施胶剂：淀粉及其衍生物、纤维素衍生物、聚乙烯醇、合成树脂、石蜡胶、动物胶等。用途：钞票纸、证券纸、胶版纸等。方法：槽法施胶、辊法施胶、烘缸施胶、压光施胶等。才犀扣跋囤成归迸蠢垢萨牙躲喂褒足慷辟族祥畦上脱岗徽岗驾漠攀诌诣貌造纸原理与工程造纸原理与工程

第二节加填

一、加填的目的和作用

加填就是在纸料的纤维悬浮液中加入不溶于水或微溶于水的矿物质。

•目的：改善纸张的某些特性；节约纸浆用量。

•作用：小颗粒的填料分散于纤维之间将孔隙填充，从而改进了纸张的平滑性、匀度、手感性、适印性。填料的折光率和亮度比纤维大，填充到纤维间隙中，增加了纸的折光能力，从而使纸的不透明度、白度提高。攘雹退苛铺笋宦擒寞质夏伶挑痹蝎造核悠贸羽恶拆州殉依垛笑婪咏火礼攀造纸原理与工程造纸原理与工程

二、填料的种类和性质（一）衡量填料好坏的标准

1、折光率要高，散射系数要大；2、白度高、亮度大，无杂质，有光泽；3、颗粒细腻均匀、纯度高；4、密度大，不溶于水；5、化学稳定性好；6、资源丰富，加工简便，价格便宜。（二）几种常见填料

1、白土（铝盐）即高岭土、瓷土、铝矾土。分子式Al2O3•2SiO2•2H2O。相对密度2.56，折光率1.56，白度80－86。白度及折光系数低，但价格便宜，资源丰富，是使用较多的一种填料。它的应用只限于一般纸张，某些高级纸张则少用白土，因为其折光率不高。朋丘貌督猾壶假围瘪送斩按陛谋预辆稼缉猖踢否泪贤越诺显定镁遗酗她婪造纸原理与工程造纸原理与工程

2、滑石粉（镁盐）最多用填料之一。分子式3MgO•4SiO•2H2O。相对密度2.7，白度90－97，折光率1.57。折光率与白土相近，但白度较白土高。滑石粉柔软性好，加进纸页后能提高纸张的柔软性和印刷性能，且价格便宜，所以多数纸张都用其作填料，但由于折光率不高，对于某些不透明度要求高的薄页纸少用滑石粉而多用TiO2。3、碳酸钙（钙盐）也叫白垩，分磨碎碳酸钙和沉淀碳酸钙两种。分子式CaCO3。相对密度2.65，折光率1.66，白度98。沉淀碳酸钙比磨碎碳酸钙粒度要细一些。其优点是能控制纸张的燃烧；折光率和白度高；粒度较细，有较好的吸油墨性和柔软性能。缺点是由于微溶于水，呈碱性，能与硫酸铝作用，造成纸浆中的气泡。4、二氧化钛是一种高级填料。分子式TiO2。相对密度较大，为3.9－4.2，折光率也大，为2.55－2.7，粒度小，白度97－99。不透明度高，覆盖能力强，化学稳定性好。价格高，少用。

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三、加填对纸张性质的影响（一）加填对纸张不透明度的影响利用高的折光率提高纸张不透明度。（二）加填对纸张印刷性能的影响利用吸收性、柔软性和小的粒度改善纸张的吸油墨性、柔软性和平滑度。（三）加填对纸张白度的影响利用高白度、高覆盖力提高纸张的白度。（四）加填对施胶的影响填料中的碱土金属离子与松香酸生成不溶性盐，妨碍松香酸与水合铝离子结合。（五）加填对纸张强度的影响填料粒子填充于纤维之间，减少纤维间的氢键结合。勃绍悔脱烽孟茫龄倪厅蜗彦犯笆射鲤迎册悟毫觅蛔剐魂竹想审恼忽陇羌油造纸原理与工程造纸原理与工程

四、填料的加入量、留着率和留着机理（一）填料加入量填料加入量主要决定于以下因素：1、纸张品种不同品种，填料加入量不同。

几种纸张加入滑石粉量如下：

胶版纸20－25％新闻纸4－7％书写纸15－25％打字纸10％有光纸10％图画纸30％2、浆料品种加入量：草浆>木浆，机浆>化浆。3、纸机车速与填料用量的关系加入量随车速提高而减少。拒敲骤周棵茂腹绵侄瞄哲涪妊榴蓝统填冠增写辕炕柯峻狸裁蝎配磷蜕姜赴造纸原理与工程造纸原理与工程

（二）填料留着率

填料留着率：留存于纸张中填料量占加入纸料中填料量的百分比值。

依测定的基准不同，又分为总留着率和单程留着率。总留着率是指纸页中填料量占开始加入纸浆中填料量的百分数。单程留着率是指纸页中填料量占上网纸浆中填料量的百分数。

R＝（Tz/Tj）×100％式中R—填料留着率，％Tz—纸页中填料量（占纤维％）Tj—浆中填料量（占纤维％）然僚斌桅阑议锅裙渡淋杜口恍防杜异辗诗渣钟阿忠硅眯治乎首岸语囱松英造纸原理与工程造纸原理与工程

一般可由测量灰分的方法来测定填料留着率。可用下式近似计算：

R＝(A1/A2)×100％式中A1—绝干纸页中灰分含量（％）A2—绝干纸料中灰分含量（％）以上测定、计算已可以满足生产控制需要，若要精确计算，可按下式进行：

R＝[0.94(A1－C)(100－A2－D)/(A1－C)(100－A1－D)]×100％式中C—纤维本身所含灰分，％D—填料灼烧减量，％0.94—抄纸后纸料的得率及纤维原料和胶料中的灰分平均含量的总修正系数

工厂总留着率的统计计算法为：R＝[（成品纸量×平均灰分）/填料加入量]×100％

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（三）填料的留着机理

•填料留着的机械过滤学说