包装印刷造纸原理与造纸工程.ppt

1、造 纸 原 理 与 工 程,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。,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 2005年全世界纸及纸板产量3.67025亿吨。 2005年产纸量列前10位的国家及产量、消费量（万吨）,（二）我国纸产量、企业数 2005 年我国纸产量达5600万吨，居世界第2 位。

2、 目前我国有造纸企业 3500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33.9 kg/人.年,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。,四、纸和纸板的分类、规格和质量要求 （一）纸和纸板的分类 1、按抄造方法分

3、干法 湿法 手工纸 机制纸 2、按所用纤维原料分 植物纤维纸 矿物纤维纸 合成纤维纸 3、按纸或纸板用途分 文化用纸 技术用纸 包装用纸 生活用纸,（二）纸和纸板的规格、尺寸 1、卷筒纸：原纸宽 1575mm 1092mm 880mm 787mm 2、平板纸：8801230mm 8801092mm 7871092mm 787960mm 690960mm 8501168mm 3、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,国家标准代号意义如

4、下： GB 颁布年度 当年标准排号 “国家标准”略写“国标”拼音“guo biao”字头 如： GB1265490 表示1990年颁布国家标准第12654号， GB1291391表示1991年颁布国家标准第12913号。,五 、纸和纸板的结构及基本性质 （一）纸张的结构 1、纸张结构的概念 纸张具有结构这一基本属性。 纸张的结构（属性）来自于原料的固有结构和生产 纸张过程的人为结构。 纸张结构在宏观上可看作是由纤维复杂地缠绕交织而 成的网目构造体。 2、纸张的结构模式 以纸机运行方向为纵向（MD）， 与此成直角的方向为横向（CD），而 垂直于纸面方向则取为竖向（Z向）。,3、纸张三个方向的差别

5、及成因 纵向：机制纸中，大多数品种纵向强度较横向大，更大 于竖向。其它性质也存在差异。 纸张纵向性质主要受纤维状态、纤维排布状态、张力作 用等因素的影响。 横向：一般横向强度要小于纵向。其影响因素与纵向基 本相同，不过影响作用正相反。 竖向：纸张竖向强度较小。这主要是由于纸张中纤维竖 向排列极少，实际上纤维竖向上是呈一层层叠积的状态，因 而具有层结构的特点。纸张在此方向的强度几乎全来自纤维 间结合力。在此方向上纸张的破坏最容易。,4、纸张结构的特点 （1）具有多相复杂的结构要素 （2）具有三维结构的结构要素 （3）具有复杂的多孔结构 （4）具有结合力 （5）具有两面性,(二）纸张的性质 1、外

6、观质量 纸张的外观质量是指纸张有无用肉眼或感触器官直接辨 别，不需用仪器设备测量的、影响使用的缺陷。 （1）尘埃 纸页表面用肉眼可见与纸面颜色有显著区别的黑点、黄 点、深黄点、黄棕点或棕色点等杂质。 表示为 个/m 。 （2）斑点 纸面上肉眼可见的色泽明暗和反光不一致的点。包括许 多种，如湿斑、汽斑、缸斑、浆斑、白点斑、纸片斑和压光 暗斑等。 （3）鱼鳞斑和气泡斑 前者是一侧厚呈鱼鳞状的斑点，后者是周围较中间微厚 的斑点。,（4）透光点和透帘 透光点和透帘都是指纸页上纤维层较薄但未完全穿透， 其透光度较纸页其它部分为大的点子，小者叫透光点，大者 叫透帘。 （5）孔眼和破洞 孔眼和破洞是指纸页上

7、存在的完全穿透没有纤维的点 子，小者称孔眼，大者叫破洞，针尖样小的孔眼则叫针眼。 （6）网痕、毛布痕及条痕 网痕、毛布痕是指纸面上留下的铜网或毛布经纬线的痕 迹；条痕则指纸页表面上光泽或颜色不同的条形痕迹。 （7）折子和皱折 折子是指纸页折叠或重迭的现象；纸页虽起皱但未折叠 的叫皱折。,（8）翘曲、起拱 是纸页表面较大部位呈现的中间拱起两边凹下，或中间 凹下两边拱起的凸凹不平的纸病。出现在纸页中部叫起拱， 出现在纸页边缘叫翘曲。 （9）鼓泡和泡泡纱 纸面上由于局部收缩而出现的凸起或凹下的泡，泡的周 围或泡内有细曲皱纹。形状较大的称鼓泡，小而密集的叫泡 泡纱。 （10）裂口和残缺 裂口是指纸页中

8、部或边沿出现的破裂缝口；残缺是指纸 页缺角、破烂等不完整状况。 （11）硬质块和砂子 硬质块是指纸面上存在的质地坚硬而高出纸面的块状或 粒状物；砂子则指纸面上存在的河砂、炭渣等硬质颗粒。,（12）色调不一致 是指同一批产品或同一令纸中的白度或颜色不一致。 （13）纸的匀度不好和两面不一 纸的匀度不好是指纸页内纤维等固体物料分布不均匀；两面不一是指纸页两面平滑程度不一致。 （14）掉毛掉粉 是指纸面上散出细小纤维和填料微粒。,2、物理性能 （1）定量 纸或纸板每平方米面积的重量。 以g/m表示。 （2）厚度 纸或纸板在两测量板间受一定压力下直接测得的厚薄程度。 以mm表示。 （3）紧度 单位体积

9、纸或纸板的重量。 以g/cm表示。 几种纸张紧度举例：（g/cm） 电容器纸 金属纤维纸 打孔电报纸 胶印书刊纸 海图纸 吸墨纸 1.00-1.20 1.60 0.82 0.65 0.9 0.4 炸药卷纸 铁笔蜡纸原纸 铜版原纸 蜡光原纸 钢纸原纸 白纸板 0.50-0.55 0.48 0.7 0.70-0.80 0.55-0.60 0.7,（4）机械强度 纸和纸板的机械强度可分为静态强度和动态强度两类。 静态强度是指在缓慢受力的条件下测得的强度。包括以 下四项： 抗张强度和伸长率 纸或纸板能承受的最大张力。有三种表示方法： a、拉力 将一定宽度的试样拉断所用的力。（N） b、单位张力 试样单

10、位横截面积所能承受的最大张 力。（N/m） c、裂断长 将试样所能经受的最大拉力换算成本身 重量时的长度。 （m） 伸长率是指纸张受张力拉断时纸张伸长长度为原来纸张 长度的百分比。,几种纸张裂断长、伸长率举例： 纸种 皱纹电缆纸 特号邮封纸 海图纸 铜版原纸 裂断长（m） 24990（纵） 2800（平均） 3500（各向） 2500（平均） 伸长率（%） 12（纵） 打孔电报纸 照相原纸 电容器纸（A-） 卷烟纸 4000-4500（纵） 3000-3300（纵） 7500-8500 3200-3400 274 118 68-78 117.7 8.3, 耐折度 纸或纸板在一定张力下所能经受的

11、180往复折叠的次数。 以往复次数表示。 几种纸张耐折度举例： （次） 钞票纸 特号地图纸 书皮纸 海图纸 米卡纸 特号制图纸 1000 100 5-15 1000 10 100 晒图纸 仿羊皮纸 真空镀铝纸 打孔电报纸 铜版原纸 1箱板纸 40 200 6(纵) 150 20 4-20(横) 撕裂度 纸或纸板撕裂一定长度所需要的力。 以mN表示。 几种纸张撕裂度举例： （mN） 纸袋纸 特号邮封纸 特号拷贝纸 1箱纸板 1糖果包装纸 882 98 58.8 2058-2940 176.4,动态强度是指纸或纸板所能经受的瞬时冲击强度，即表 示纸或纸板受力后瞬时扩散而破裂的动态状况。包括戳穿强

12、度、环压强度、破裂强度、摔包率、压缩弹性等。 （5）伸缩性（形稳性、尺寸稳定性） 纸页水分变化时，其伸长或缩短的程度。 以尺寸的增 减对试样原来尺寸的%表示。 几种纸张伸缩率举例： （%） 海图纸 地图纸 米卡纸 单面胶版纸 扑克牌面纸 0.5-2.5 0.3-0.5 +2.5(横) +0.5(纵) +0.5(纵) +2.5(横) 3.0(横) （6）透气性和多孔性 透气性是指纸和纸板允许气体通过的能力。 以ml/min或s/100ml表示。,多孔性是指纸或纸板存在广泛的孔隙的特性。多孔性用 孔隙率表示。 孔隙率是孔隙总体积与纸总体积的百分比。 纸张相对密度 孔隙体积= 纤维相对密度 几种纸张

13、透气度举例： （ml/min） 纸袋纸 真空镀铝纸 卷烟纸 滤油纸（机油） 电容器纸 200 1 120-150 1600l/mmin 70mm/150g 65mm/150g 60-70mm/150-200g,几种纸张挺度举例： （gcm） 特号黄纸板 火车票纸板 (310g/m) 110 800(纵) (420g/m) 170 350(横) （8）平滑度 表示纸页表面的机械完整情况。 以s表示。 几种纸张平滑度举例： （s） 特号铜版纸（双面） 凹版印刷纸 特号胶版印刷纸 特号白卡纸 600(80-120g/m) 正、反面均200 正、反面均100 正、反面均30(200-260g/m) 5

14、00(150g/m) 正、反面差25(260-300g/m) 1字典纸 1新闻纸 1书皮纸 特号书写纸 正、反面平均100 正、反面平均40 正面30 正、反面平均30(45-60g/m) 正、反面差20% 正、反面差30% 正、反面差30% 正、反面差30%,3、吸收性能 （1）防水性能 纸张抗水防潮的能力。包括施胶度、抗水度等。 抗水度是指液体（水）透过纸和纸板所需的时间。以s 表示。 （2）防油性能 指纸页防止油脂类渗透的能力。 （3）吸收性 指纸或纸板在一定时间内吸收水、有机溶液或其它液体 的能力，即对液体的吸收速度。以mm或s表示。 （4）滤水性能 是指在一定压力下，过滤一定量的水所

15、需的时间。以s 表示。,几种纸张施胶度举例： （mm） 1牛皮纸 仿羊皮纸 特号胶版纸 1字典纸 复写原纸 80-100g/m 1.5 0.75 100g/m以下0.75 1.2 60-70g/m 1.0 100g/m 0.5 几种纸张吸收性能举例： 1皱纹卫生纸 油毡原纸 工业羊皮原纸 浸渍绝缘纸 复写原纸 吸水 30mm(横向) 36-43mm 337mm /5min 吸油速度 200g/m 50s 40.5g/m 几种纸张滤水性能举例： （s） 快速定性滤纸 中速定性滤纸 慢速定性滤纸 30 60 120,4、光学性能 （1）白度 指纸或纸板表面对光线的反射和散射程度。 一般是以 纸对蓝

16、光的反射率相当于氧化镁对蓝光的反射率的百分比来 表示。 几种纸张白度举例： （%） 特号拷贝纸 1新闻纸 特号制图纸 1字典纸 定量滤纸 特号胶版纸 90 50 80 79 85 87 1书写纸 特号有光纸 特号打字纸 特号白卡纸 特号胶版印刷涂料纸 80 75 85 92 87 （2）不透明度 指纸对光线的吸收程度。 用单张纸样在“全吸收”的黑色 衬垫上的反射能力与“完全不透明”的若干张纸样的反射能力 之比率来表示。,R0 不透明度（%）=100% R R0 单张纸样在“全吸收”的黑色天鹅绒衬垫上的反射能力（白度） R试样的白度 三、透明度 是指纸对光线透射和折射的程度。以纸页层数表示，也

17、以%表示。 RwR0 透明度T= 100% Rw Rw 单层纸样背衬白色标准板的反射率 R0 单层纸样背衬黑色标准板的反射率 几种纸张透明度和不透明度举例： (%) 特号描图纸 1字典纸（25g/m） 特号半透明纸 1凸版纸 透明度 64 74 不透明度 82 90,5、印刷性能 纸张的印刷性能是各种性能的综合反映。涉及到机械强 度、白度、外观质量，特别是表面吸油墨性、平滑度、松软 性、不透明度、挺度、表面结合强度、抗水性和尺寸稳定性 等。这里主要讨论表面结合强度。 表面结合强度 指纸或纸板的印刷表面拉毛阻力。以拉毛速度表示。 实质上是纤维（纤维碎片）、填料、胶料三者间结合强 度的反映。 影响

18、表面结合强度的因素有：纸张紧度、打浆情况、填 料的使用、压榨和干燥工艺、压光和表面施胶等。,6、化学性能 一般纸张不强调化学性能，但对于某些特殊用途的纸张， 则要注意其化学性能，如电气绝缘用纸和中性包装纸等。 通常所说的化学性能，一般是指其水抽出物pH值、Cl-、 SO42-含量、灰分及金属离子Ca2+、Fe3+、Na+、Mg2+的含量。 金属离子含量一般以其水抽出物导电率概括加以表示。 例如： 电容器纸 超高压电缆纸（500-750kW） 灰分 35% 0.25% Fe3+ 0 50mg/kg Cl- 40mg/kg 40mg/kg SO42- 0 30mg/kg 酸度 70mg/kg 碱度

19、 70mg/kg 导电率 410-5-1cm-1 210-5-1cm-1,7、电气性能 只有用于电器设备的纸张才要求具有规定的电气性能。 纸和纸板的电气性能包括介电常数、介电强度、介电损 失和介电质点等。 介电常数：又称电容率或相对电容率。表征电介质或绝 缘材料电性能的一个重要数据。是指在同一电容器中用某一 物质为电介质和真空时的电容的比值。表示电介质在电场中 贮存静电能的相对能力。介电常数越小，绝缘性能越好。 介电损失：表示绝缘材料质量的指标之一。绝缘材料在 电压作用下所引起的能量损耗。介电损失越小，绝缘材料的 质量越高，绝缘性能也越好。,介电强度：通常所说的电击穿强度。电介质或绝缘材料 在

20、两电极之间，增加电压，直至被击穿为止，此时的电压即 为击穿电压，其值即为该材料的介电强度。 介电质点：介电材料或绝缘材料中含有的电解质会影响 它们的绝缘性能。介电质点是指介电材料或绝缘材料受到比 其本身介电强度数值低的电压而发生电火花击穿的次数。,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：,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

21、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。,外购浆板 碎浆机 辅 料 制浆车间来浆 贮浆池 打 浆 贮浆池 配浆或调浆 （一种或多种） 净化、除气 流浆箱 网 部 压榨部 干燥部 超级压光 压光、卷取 复卷或裁切 选纸、打包 成 品 加 工 纸张抄造的基本过程,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

22、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。,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，

23、主要是由处理设备的不同而有不同的叫法。,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。,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，

24、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。,第二节 打 浆 理 论 一、打浆对纤维和杂细胞的作用 （一）打浆对纤维的作用 1、细

25、胞壁的位移和变形 细胞壁 细胞腔 位移变形部位 位移变形前 位移变形后 纺锤状细胞,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。,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

26、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,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。,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

27、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。,（二）打浆对杂细胞的作用 杂细胞的特点是壁薄且呈粗粒状，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。,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3550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

28、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。,（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。,（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

29、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,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,（三）决定干纸强度的因素 干纸强度是指干纸

30、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。,纤 H 纤 H 纤 OH 维 O O 维 O O 维 打 浆 HO 水 素 H 素 H 素 OH HO 结晶区 无定形区 纤维内部 游离出羟基 H H H O O O A H H B A H B 纤 O 纤 干 燥 纤 O 纤 维 H H 维 H2O 维 H 维 O

31、O O H H H O O 形成水桥 氢键结合,氢键结合的条件：纤维之间距离在2.552.75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（m） 纤维间吸引力（kg/cm） 30 5.9 2 36.8 0.2 158.8 2、纤维间的结合建筑式 S1S1 S1S2 S2S2,3、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

32、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,打浆与纤维结合力及物理性质的关系,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。,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

33、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。,（2）纸料种类对纤维结合力的影响 化学木浆棉浆机械木浆 (3) 纤维化学组成的影响 半纤维素 纤维素 木素 （4）添加物的影响 亲水性物质 疏水性物质,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、

34、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70SR称为粘状浆，介于3070SR之间称为半游离半粘状浆。,各种打浆方式及打浆状态,(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620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,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

35、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。,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/m或Pa表示。 PQ/F（N/m） Q刀辊及外加总有效力. (N) F打浆面积。(m) 打浆面积：打浆时飞刀与底刀接触面积。,F=Z1Z2 1 2 L/ D cos1 cos2(m) 式中： Z1、Z2 分别为飞刀、底刀片数。 L 1 、 2分别为飞刀、底刀片厚。 L刀辊宽。 （m） D刀辊直径。（m） 1飞刀片与刀辊轴线倾斜角。 L=L/ cos 2底刀片与刀辊轴线倾斜角。 由上式可以看出： Z1 1

36、 L/ cos1 飞刀辊刀片总面积。 Z2 2 L/ cos2 底刀刀片总面积。 D L刀辊圆周总面积。 一般底刀倾斜，飞刀不倾斜， cos1 1，即0 故F（Z1 1 L/ D L）（ Z2 2 L/ cos2 ） （ Z1 1 / D） （ Z2 2 L/ cos2 ） 式中Z1 1 / D为刀辊刀片有效率。,L,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

37、则由打浆电流来反映。,（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。,（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。,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,四

38、、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。,（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,（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

39、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。,（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。,1、打浆机间歇打浆系统 化浆车间来浆（或浆板） 打浆机 刀辊 送纸机浆池 成浆池 间歇打浆系统打浆机并联使用,2、打浆机连续打浆系统 化浆

40、车间来浆（或浆板） 送纸机浆池 连续打浆系统打浆机串联使用,3、圆柱精浆机（或精浆机）间歇、连续打浆系统 浆板或液体浆 水力 碎浆机 循环浆池 成浆池 送纸机浆池 圆柱精浆机 间歇、连续两用系统碎浆机、精浆机,4、盘磨机、圆柱精浆机分别用于两种浆料的 连续打浆系统 浆板 化浆 来浆 水力 侧压 碎浆机 浓缩机 盘磨机 圆柱磨浆机 送纸机 叩前池 叩后池 浆池 中间池 送配浆 叩前池 连续打浆系统盘磨机、圆柱精浆机,5、双圆盘磨浆机、匀整精浆机的连续打浆系统 化浆车间来浆 胶料 脱水机 叩后浆池 未叩浆池 填料 双圆盘磨 调浆箱 回流 矾液 送冲浆池 纸机浆池 匀整精浆机 连续打浆系统双盘磨、匀

41、整精浆机,6、带稳位箱和冷却夹套的多种浆连续打浆系统,（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。,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

42、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。,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0.752.0mm； 轻度施胶纸施胶度0.250.5mm； 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

43、或干燥后的纸页上均匀涂上胶料。,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。,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

44、值之差。 C19H29COOH + KOH C19H29COOK + H2O 302 56 1000 x x（561000）/302185,（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 + NaCO3 2C19H29COONa + H2CO3 H2O + CO2 C19H29COOH + NaOH C19H29COONa + H2O 皂化松香所需碱量可用下式计算： A（OM2/M1P）（100C）(%) 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

45、游离松香含量（以表示）,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,（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,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。 H O H H RCOONa H O NaOOCR RCOOH RCOONa H O RCOONa H H O H,（3）分散

46、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。,（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1218

47、个结晶水，分子式Al2（SO4）3nH2O，是由铝矾土与硫酸反应制 得： Al2O32SiO2 + 3H2SO4 Al2（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）3M2SO424H2O，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。,（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pH57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。,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