1、造 紙 原 理 與 工 程,緒 論 一、紙在國民經(jīng)濟和人民生活中的作用和地位 （一）紙的用途 1、載體文化、信息載體；工農(nóng)業(yè)材料、產(chǎn)品載體。 2、保護、裝飾材料日常生活使用；建筑使用。 3、加工材料充當特殊條件下的加工、工具材料。 （二）國家經(jīng)濟發(fā)展水平的標志 1、紙的消耗量與國內(nèi)生產(chǎn)總值增長呈同步趨勢。 2、紙的消耗量與人民生活水平提高呈同步趨勢。,二、世界和國內(nèi)造紙工業(yè)概況 （一）世界紙產(chǎn)量及主要產(chǎn)紙國家 2005年全世界紙及紙板產(chǎn)量3.67025億噸。 2005年產(chǎn)紙量列前10位的國家及產(chǎn)量、消費量（萬噸）,（二）我國紙產(chǎn)量、企業(yè)數(shù) 2005 年我國紙產(chǎn)量達5600萬噸，居世界第2 位。

2、 目前我國有造紙企業(yè) 3500余家。 （三）目前我國造紙業(yè)存在問題及發(fā)展方向 1、問題：（1）設(shè)備落后； （2）能耗、物耗高； （3）產(chǎn)品質(zhì)量差、檔次低； （4）進口量大。 2、發(fā)展：2010年總產(chǎn)量將達5115.18萬噸，表觀 消費量5184.96萬噸，人均消費量33.9 kg/人.年,三、紙和紙板的概念 （一）紙和紙板的概念 利用纖維原料和輔料通過各種加 工方法制成厚薄均勻的纖維層或紙化 薄膜，稱之為紙或紙板。 （二）紙和紙板的區(qū)別 紙與紙板之間沒有嚴格的界限，可按定量、厚度、層數(shù)等來區(qū)別。現(xiàn)在國內(nèi)主要按定量分。,四、紙和紙板的分類、規(guī)格和質(zhì)量要求 （一）紙和紙板的分類 1、按抄造方法分

3、干法 濕法 手工紙 機制紙 2、按所用纖維原料分 植物纖維紙 礦物纖維紙 合成纖維紙 3、按紙或紙板用途分 文化用紙 技術(shù)用紙 包裝用紙 生活用紙,（二）紙和紙板的規(guī)格、尺寸 1、卷筒紙：原紙寬 1575mm 1092mm 880mm 787mm 2、平板紙：8801230mm 8801092mm 7871092mm 787960mm 690960mm 8501168mm 3、卷盤紙：卷煙紙寬29.0或29.5mm 電容器紙寬95、140、240和280mm 餐巾原紙寬320mm （三）紙和紙板的質(zhì)量要求 外觀質(zhì)量 物理性能 吸收性能 光學性能 印刷性能 化學性能 電氣性能,國家標準代號意義如

4、下： GB 頒布年度 當年標準排號 “國家標準”略寫“國標”拼音“guo biao”字頭 如： GB1265490 表示1990年頒布國家標準第12654號， GB1291391表示1991年頒布國家標準第12913號。,五 、紙和紙板的結(jié)構(gòu)及基本性質(zhì) （一）紙張的結(jié)構(gòu) 1、紙張結(jié)構(gòu)的概念 紙張具有結(jié)構(gòu)這一基本屬性。 紙張的結(jié)構(gòu)（屬性）來自于原料的固有結(jié)構(gòu)和生產(chǎn) 紙張過程的人為結(jié)構(gòu)。 紙張結(jié)構(gòu)在宏觀上可看作是由纖維復雜地纏繞交織而 成的網(wǎng)目構(gòu)造體。 2、紙張的結(jié)構(gòu)模式 以紙機運行方向為縱向（MD）， 與此成直角的方向為橫向（CD），而 垂直于紙面方向則取為豎向（Z向）。,3、紙張三個方向的差別

5、及成因 縱向：機制紙中，大多數(shù)品種縱向強度較橫向大，更大 于豎向。其它性質(zhì)也存在差異。 紙張縱向性質(zhì)主要受纖維狀態(tài)、纖維排布狀態(tài)、張力作 用等因素的影響。 橫向：一般橫向強度要小于縱向。其影響因素與縱向基 本相同，不過影響作用正相反。 豎向：紙張豎向強度較小。這主要是由于紙張中纖維豎 向排列極少，實際上纖維豎向上是呈一層層疊積的狀態(tài)，因 而具有層結(jié)構(gòu)的特點。紙張在此方向的強度幾乎全來自纖維 間結(jié)合力。在此方向上紙張的破壞最容易。,4、紙張結(jié)構(gòu)的特點 （1）具有多相復雜的結(jié)構(gòu)要素 （2）具有三維結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要素 （3）具有復雜的多孔結(jié)構(gòu) （4）具有結(jié)合力 （5）具有兩面性,(二）紙張的性質(zhì) 1、外

6、觀質(zhì)量 紙張的外觀質(zhì)量是指紙張有無用肉眼或感觸器官直接辨 別，不需用儀器設(shè)備測量的、影響使用的缺陷。 （1）塵埃 紙頁表面用肉眼可見與紙面顏色有顯著區(qū)別的黑點、黃 點、深黃點、黃棕點或棕色點等雜質(zhì)。 表示為 個/m 。 （2）斑點 紙面上肉眼可見的色澤明暗和反光不一致的點。包括許 多種，如濕斑、汽斑、缸斑、漿斑、白點斑、紙片斑和壓光 暗斑等。 （3）魚鱗斑和氣泡斑 前者是一側(cè)厚呈魚鱗狀的斑點，后者是周圍較中間微厚 的斑點。,（4）透光點和透簾 透光點和透簾都是指紙頁上纖維層較薄但未完全穿透， 其透光度較紙頁其它部分為大的點子，小者叫透光點，大者 叫透簾。 （5）孔眼和破洞 孔眼和破洞是指紙頁上

7、存在的完全穿透沒有纖維的點 子，小者稱孔眼，大者叫破洞，針尖樣小的孔眼則叫針眼。 （6）網(wǎng)痕、毛布痕及條痕 網(wǎng)痕、毛布痕是指紙面上留下的銅網(wǎng)或毛布經(jīng)緯線的痕 跡；條痕則指紙頁表面上光澤或顏色不同的條形痕跡。 （7）折子和皺折 折子是指紙頁折疊或重迭的現(xiàn)象；紙頁雖起皺但未折疊 的叫皺折。,（8）翹曲、起拱 是紙頁表面較大部位呈現(xiàn)的中間拱起兩邊凹下，或中間 凹下兩邊拱起的凸凹不平的紙病。出現(xiàn)在紙頁中部叫起拱， 出現(xiàn)在紙頁邊緣叫翹曲。 （9）鼓泡和泡泡紗 紙面上由于局部收縮而出現(xiàn)的凸起或凹下的泡，泡的周 圍或泡內(nèi)有細曲皺紋。形狀較大的稱鼓泡，小而密集的叫泡 泡紗。 （10）裂口和殘缺 裂口是指紙頁中

8、部或邊沿出現(xiàn)的破裂縫口；殘缺是指紙 頁缺角、破爛等不完整狀況。 （11）硬質(zhì)塊和砂子 硬質(zhì)塊是指紙面上存在的質(zhì)地堅硬而高出紙面的塊狀或 粒狀物；砂子則指紙面上存在的河砂、炭渣等硬質(zhì)顆粒。,（12）色調(diào)不一致 是指同一批產(chǎn)品或同一令紙中的白度或顏色不一致。 （13）紙的勻度不好和兩面不一 紙的勻度不好是指紙頁內(nèi)纖維等固體物料分布不均勻；兩面不一是指紙頁兩面平滑程度不一致。 （14）掉毛掉粉 是指紙面上散出細小纖維和填料微粒。,2、物理性能 （1）定量 紙或紙板每平方米面積的重量。 以g/m表示。 （2）厚度 紙或紙板在兩測量板間受一定壓力下直接測得的厚薄程度。 以mm表示。 （3）緊度 單位體積

9、紙或紙板的重量。 以g/cm表示。 幾種紙張緊度舉例：（g/cm） 電容器紙 金屬纖維紙 打孔電報紙 膠印書刊紙 海圖紙 吸墨紙 1.00-1.20 1.60 0.82 0.65 0.9 0.4 炸藥卷紙 鐵筆蠟紙原紙 銅版原紙 蠟光原紙 鋼紙原紙 白紙板 0.50-0.55 0.48 0.7 0.70-0.80 0.55-0.60 0.7,（4）機械強度 紙和紙板的機械強度可分為靜態(tài)強度和動態(tài)強度兩類。 靜態(tài)強度是指在緩慢受力的條件下測得的強度。包括以 下四項： 抗張強度和伸長率 紙或紙板能承受的最大張力。有三種表示方法： a、拉力 將一定寬度的試樣拉斷所用的力。（N） b、單位張力 試樣單

10、位橫截面積所能承受的最大張 力。（N/m） c、裂斷長 將試樣所能經(jīng)受的最大拉力換算成本身 重量時的長度。 （m） 伸長率是指紙張受張力拉斷時紙張伸長長度為原來紙張 長度的百分比。,幾種紙張裂斷長、伸長率舉例： 紙種 皺紋電纜紙 特號郵封紙 海圖紙 銅版原紙 裂斷長（m） 24990（縱） 2800（平均） 3500（各向） 2500（平均） 伸長率（%） 12（縱） 打孔電報紙 照相原紙 電容器紙（A-） 卷煙紙 4000-4500（縱） 3000-3300（縱） 7500-8500 3200-3400 274 118 68-78 117.7 8.3, 耐折度 紙或紙板在一定張力下所能經(jīng)受的

11、180往復折疊的次數(shù)。 以往復次數(shù)表示。 幾種紙張耐折度舉例： （次） 鈔票紙 特號地圖紙 書皮紙 海圖紙 米卡紙 特號制圖紙 1000 100 5-15 1000 10 100 曬圖紙 仿羊皮紙 真空鍍鋁紙 打孔電報紙 銅版原紙 1箱板紙 40 200 6(縱) 150 20 4-20(橫) 撕裂度 紙或紙板撕裂一定長度所需要的力。 以mN表示。 幾種紙張撕裂度舉例： （mN） 紙袋紙 特號郵封紙 特號拷貝紙 1箱紙板 1糖果包裝紙 882 98 58.8 2058-2940 176.4,動態(tài)強度是指紙或紙板所能經(jīng)受的瞬時沖擊強度，即表 示紙或紙板受力后瞬時擴散而破裂的動態(tài)狀況。包括戳穿強

12、度、環(huán)壓強度、破裂強度、摔包率、壓縮彈性等。 （5）伸縮性（形穩(wěn)性、尺寸穩(wěn)定性） 紙頁水分變化時，其伸長或縮短的程度。 以尺寸的增 減對試樣原來尺寸的%表示。 幾種紙張伸縮率舉例： （%） 海圖紙 地圖紙 米卡紙 單面膠版紙 撲克牌面紙 0.5-2.5 0.3-0.5 +2.5(橫) +0.5(縱) +0.5(縱) +2.5(橫) 3.0(橫) （6）透氣性和多孔性 透氣性是指紙和紙板允許氣體通過的能力。 以ml/min或s/100ml表示。,多孔性是指紙或紙板存在廣泛的孔隙的特性。多孔性用 孔隙率表示。 孔隙率是孔隙總體積與紙總體積的百分比。 紙張相對密度 孔隙體積= 纖維相對密度 幾種紙張

13、透氣度舉例： （ml/min） 紙袋紙 真空鍍鋁紙 卷煙紙 濾油紙（機油） 電容器紙 200 1 120-150 1600l/mmin 70mm/150g 65mm/150g 60-70mm/150-200g,幾種紙張挺度舉例： （gcm） 特號黃紙板 火車票紙板 (310g/m) 110 800(縱) (420g/m) 170 350(橫) （8）平滑度 表示紙頁表面的機械完整情況。 以s表示。 幾種紙張平滑度舉例： （s） 特號銅版紙（雙面） 凹版印刷紙 特號膠版印刷紙 特號白卡紙 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字典紙 1新聞紙 1書皮紙 特號書寫紙 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 紙張抗水防潮的能力。包括施膠度、抗水度等。 抗水度是指液體（水）透過紙和紙板所需的時間。以s 表示。 （2）防油性能 指紙頁防止油脂類滲透的能力。 （3）吸收性 指紙或紙板在一定時間內(nèi)吸收水、有機溶液或其它液體 的能力，即對液體的吸收速度。以mm或s表示。 （4）濾水性能 是指在一定壓力下，過濾一定量的水所

15、需的時間。以s 表示。,幾種紙張施膠度舉例： （mm） 1牛皮紙 仿羊皮紙 特號膠版紙 1字典紙 復寫原紙 80-100g/m 1.5 0.75 100g/m以下0.75 1.2 60-70g/m 1.0 100g/m 0.5 幾種紙張吸收性能舉例： 1皺紋衛(wèi)生紙 油氈原紙 工業(yè)羊皮原紙 浸漬絕緣紙 復寫原紙 吸水 30mm(橫向) 36-43mm 337mm /5min 吸油速度 200g/m 50s 40.5g/m 幾種紙張濾水性能舉例： （s） 快速定性濾紙 中速定性濾紙 慢速定性濾紙 30 60 120,4、光學性能 （1）白度 指紙或紙板表面對光線的反射和散射程度。 一般是以 紙對藍

16、光的反射率相當于氧化鎂對藍光的反射率的百分比來 表示。 幾種紙張白度舉例： （%） 特號拷貝紙 1新聞紙 特號制圖紙 1字典紙 定量濾紙 特號膠版紙 90 50 80 79 85 87 1書寫紙 特號有光紙 特號打字紙 特號白卡紙 特號膠版印刷涂料紙 80 75 85 92 87 （2）不透明度 指紙對光線的吸收程度。 用單張紙樣在“全吸收”的黑色 襯墊上的反射能力與“完全不透明”的若干張紙樣的反射能力 之比率來表示。,R0 不透明度（%）=100% R R0 單張紙樣在“全吸收”的黑色天鵝絨襯墊上的反射能力（白度） R試樣的白度 三、透明度 是指紙對光線透射和折射的程度。以紙頁層數(shù)表示，也

17、以%表示。 RwR0 透明度T= 100% Rw Rw 單層紙樣背襯白色標準板的反射率 R0 單層紙樣背襯黑色標準板的反射率 幾種紙張透明度和不透明度舉例： (%) 特號描圖紙 1字典紙（25g/m） 特號半透明紙 1凸版紙 透明度 64 74 不透明度 82 90,5、印刷性能 紙張的印刷性能是各種性能的綜合反映。涉及到機械強 度、白度、外觀質(zhì)量，特別是表面吸油墨性、平滑度、松軟 性、不透明度、挺度、表面結(jié)合強度、抗水性和尺寸穩(wěn)定性 等。這里主要討論表面結(jié)合強度。 表面結(jié)合強度 指紙或紙板的印刷表面拉毛阻力。以拉毛速度表示。 實質(zhì)上是纖維（纖維碎片）、填料、膠料三者間結(jié)合強 度的反映。 影響

18、表面結(jié)合強度的因素有：紙張緊度、打漿情況、填 料的使用、壓榨和干燥工藝、壓光和表面施膠等。,6、化學性能 一般紙張不強調(diào)化學性能，但對于某些特殊用途的紙張， 則要注意其化學性能，如電氣絕緣用紙和中性包裝紙等。 通常所說的化學性能，一般是指其水抽出物pH值、Cl-、 SO42-含量、灰分及金屬離子Ca2+、Fe3+、Na+、Mg2+的含量。 金屬離子含量一般以其水抽出物導電率概括加以表示。 例如： 電容器紙 超高壓電纜紙（500-750kW） 灰分 35% 0.25% Fe3+ 0 50mg/kg Cl- 40mg/kg 40mg/kg SO42- 0 30mg/kg 酸度 70mg/kg 堿度

19、 70mg/kg 導電率 410-5-1cm-1 210-5-1cm-1,7、電氣性能 只有用于電器設(shè)備的紙張才要求具有規(guī)定的電氣性能。 紙和紙板的電氣性能包括介電常數(shù)、介電強度、介電損 失和介電質(zhì)點等。 介電常數(shù)：又稱電容率或相對電容率。表征電介質(zhì)或絕 緣材料電性能的一個重要數(shù)據(jù)。是指在同一電容器中用某一 物質(zhì)為電介質(zhì)和真空時的電容的比值。表示電介質(zhì)在電場中 貯存靜電能的相對能力。介電常數(shù)越小，絕緣性能越好。 介電損失：表示絕緣材料質(zhì)量的指標之一。絕緣材料在 電壓作用下所引起的能量損耗。介電損失越小，絕緣材料的 質(zhì)量越高，絕緣性能也越好。,介電強度：通常所說的電擊穿強度。電介質(zhì)或絕緣材料 在

20、兩電極之間，增加電壓，直至被擊穿為止，此時的電壓即 為擊穿電壓，其值即為該材料的介電強度。 介電質(zhì)點：介電材料或絕緣材料中含有的電解質(zhì)會影響 它們的絕緣性能。介電質(zhì)點是指介電材料或絕緣材料受到比 其本身介電強度數(shù)值低的電壓而發(fā)生電火花擊穿的次數(shù)。,五、紙和紙板的抄造 確定紙和紙板生產(chǎn)過程可按以下步驟進行： （一）明確所生產(chǎn)產(chǎn)品的用途、特點、質(zhì)量要求和性能指標。 （二）按照產(chǎn)品的特點和質(zhì)量要求，決定使用的漿種及其配比，以及是否添加輔料和輔料 加入量。 （三）合理確定生產(chǎn)流程、工藝條件，選擇合適的設(shè)備。 主要注意考慮如下幾個問題：,1、打漿的方法、方式和打漿程度； 2、輔料的加入位置； 3、紙料的

21、凈化方法和凈化程度； 4、紙頁的成形、脫水及干燥方法和要求，即 紙機的適應型式； 5、紙頁的壓光方法和壓光程度； 6、紙頁的完成加工方法； 7、損紙的處理及回收； 8、白水及廢水的處理、回用。,外購漿板 碎漿機 輔 料 制漿車間來漿 貯漿池 打 漿 貯漿池 配漿或調(diào)漿 （一種或多種） 凈化、除氣 流漿箱 網(wǎng) 部 壓榨部 干燥部 超級壓光 壓光、卷取 復卷或裁切 選紙、打包 成 品 加 工 紙張抄造的基本過程,第一章 打 漿 第一節(jié) 打漿的基本概念 利用物理的方法處理水中的紙漿纖維，使 其具有適應造紙機抄造上所要求的特性，而抄 出來的紙張又能達到質(zhì)量要求的一項工藝過程 稱為打漿。 一、打漿的目的

22、和意義 1、分散纖維，改變纖維的表面狀態(tài)； 2、滿足同種原料生產(chǎn)多種紙的需要； 3、滿足不同漿種生產(chǎn)同種紙的需要。,二、打漿術(shù)語 1、紙漿 是造紙工業(yè)上對用以造紙的纖 維原 料的統(tǒng)稱，可以是本色的或是漂白的。 2、碎漿在干紙漿中加進足夠量的水并將其處 理成懸浮液的形式，使纖維充分分散成為漿狀物的過程。 3、漿料和紙料漿料是指未經(jīng)打漿處理的紙漿。紙料則是指經(jīng)過紙料制備系統(tǒng)處理后，能滿足所生產(chǎn)的 紙張的特性要求和造紙機抄造性能要求，可供造紙機使 用的紙漿。 4、打漿、精漿和磨漿都是指漿料纖維在兩相 對運動的機械之間按所控制的條件經(jīng)受反復處理的過程，因此三者的過程基本上是相同的，只是叫法不同而已，

23、主要是由處理設(shè)備的不同而有不同的叫法。,5、配漿是指按一定的比例將若干種性質(zhì)不 盡相同的紙漿以及其它添加物進行混合的過程。 6、打漿度也叫叩解度。表示紙漿濾水快慢 的程度，衡量打漿情況的一個指標。 7、游離度也是表示紙漿濾水性能的一個指 標。與打漿度不同之處只是測定方法的差別。 8、纖維長度通常是指紙料中纖維的平均長 度。 9、纖維濕重是間接表示纖維長度的一個指 標。使一定量的稀釋紙料通過框架，稱量掛在框架上 的濕纖維重量即為纖維濕重。 10、纖維帚化率是指紙料中經(jīng)打漿后纖維受 到分絲帚化的數(shù)目占總纖維數(shù)目的比率。,11、保水值指在一定條件下用高速離心機甩去紙料中的游離水而保留纖維內(nèi)的結(jié)合水，

24、用以表示纖維潤脹和細纖維化的程度，從而間接的衡量纖維之間結(jié)合力的大小和預計到成紙的強度。用結(jié)合水量對絕干纖維量表示，即： 保水值（ 甩干后濕漿重絕干重/絕干重）100 三、打漿前后紙漿性質(zhì)的變化 經(jīng)打漿的機械作用之后，只是漿料的物理性質(zhì)發(fā)生了變化，而化學性質(zhì)基本上是不變的亦即打漿過程是一個物理過程。 打漿過程中，漿料的纖維束被疏解分散成單根纖維，纖維的初生壁和次生壁外層受到破壞，纖維發(fā)生了潤脹和細纖維化，也有部分纖維被橫向切斷，纖維的比表面積增加，平均長度降低，纖維變得柔軟可塑，因而反映整個漿料濾水性能降低。,第二節(jié) 打 漿 理 論 一、打漿對纖維和雜細胞的作用 （一）打漿對纖維的作用 1、細

25、胞壁的位移和變形 細胞壁 細胞腔 位移變形部位 位移變形前 位移變形后 紡錘狀細胞,2、初生壁和次生壁外層 的破除 這兩層的破除為纖維細胞壁的進一步潤脹掃除了障礙。 3、潤脹 難以潤脹的 P層和S1層被破除后，S2層便開始潤脹，由于S2層的各向異性的結(jié)構(gòu)，因而有可能發(fā)生潤脹。 潤脹的結(jié)果，有使纖維直徑增大的趨勢，并變得柔軟可塑。又因吸水潤脹，纖維的比容有所增加，使纖維細胞壁的結(jié)構(gòu)變得松弛，降低了細纖維之間的內(nèi)聚力，為打漿機械的進一步細纖維化作用提供了基礎(chǔ)。 潤脹與纖維中所含的親水性物質(zhì)（即半纖維素）有關(guān)。,4、細纖維化作用 是指纖維的縱向分裂和帚化作用。 縱向分裂從縱向?qū)⒗w維劈開。 帚化是指纖

26、維兩端的分絲和起毛現(xiàn)象。又分外帚化和內(nèi)帚化。 縱向分裂 帚化,外帚化：是指將纖維外表面上細纖維間的結(jié)合力破壞，使細纖維分裂出來，纖維表面積增加，同時游離出細纖維上面的羥基。 內(nèi)帚化：是指將纖維細胞壁中細纖維之間的連接破壞，游離出纖維里面的羥基，使S2層中的細纖維發(fā)生滑動而變得柔軟可塑，進一步吸水潤脹。 細纖維化作用為紙張強度和緊度的提高創(chuàng)造了條件，是打漿作用的最終結(jié)果。 5、橫向切斷 是指纖維受到足夠 大的剪切作用而發(fā)生斷 裂的現(xiàn)象。,在打漿過程中纖維經(jīng)受上面所講的五個方 面的作用的主要原因是外力，這些作用在纖維 上的外力可以分為兩類： 第一類是擠壓、彎曲、摩擦和扭曲力，這 一類的力主要是造成

27、纖維的吸水潤脹和細纖維 化作用。 第二類是剪切力，主要是造成纖維的橫向 切斷。 這兩類外力除了主要來自打漿設(shè)備的飛刀 輥與底刀的作用外，還有水應力作用。,（二）打漿對雜細胞的作用 雜細胞的特點是壁薄且呈粗粒狀，纖維素含量低而半纖維素含量高。 薄壁細胞易打爛；半纖維素含量高易潤脹；粗粒狀則刀片難以“抓”到，一旦抓到，即被打 爛，因此雜細胞在打漿過程中主要是潤脹和打 爛，而不能細纖維化。 這也是草漿難打漿的原因。,二、紙張的濕紙強度和干紙強度 濕紙強度是指抄造過程中，紙頁干度 為3550以下時的強度，即紙頁雖成形但未 經(jīng)干燥時的強度。 紙頁的濕強度是指經(jīng)干燥以后的干紙 放在水中浸濕后的強度。 紙頁

28、的干強度指抄造過程中，紙頁干 度在50以上時的強度。 濕紙強度較低，干紙強度較高，而且隨干 度增加而增加。紙頁強度的好壞直接影響到紙 機的正常操作。,（一）構(gòu)成濕紙頁和干紙頁強度的基礎(chǔ) 構(gòu)成紙頁強度的基礎(chǔ)主要是纖維間的摩擦 力和結(jié)合力。 濕紙頁強度的基礎(chǔ)主要是纖維間的摩擦力； 干紙頁強度的基礎(chǔ)除纖維摩擦力外，更主 要的是纖維間的結(jié)合力。 由于纖維間結(jié)合力要比摩擦力大得多，因 此紙頁的干強度要比濕紙強度大得多。,（二）影響濕紙強度的因素 由于濕紙頁強度主要決定于組成紙頁的 纖維間摩擦力的大 小，因而影響纖維間摩擦力的因素就是影響濕紙強度的因素。 1、漿料纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學組成的影響 同樣打漿度

29、條件下，幾種紙料濕紙強度順序如下： KP木漿SP木漿破布漿SP葦漿蔗渣漿 （1） 纖維長度和長寬比的影響 （2）纖維柔曲性的影響 （3）雜細胞含量的影響 （4）化學成分的影響 2、打漿情況的影響 3、填料加入量的影響 4、抄紙過程的影響,由以上影響因素的分析，總結(jié)出紙機濕部斷頭多 的處理要領(lǐng)： 首先從近到遠、從易到難找原因：是否有紙病如 粘網(wǎng)、破洞；各部拉力、毛布清潔、加壓程度等。 找出原因后，再用下面方法解決： 摻用長纖維漿料； 控制好打漿 加強脫水、提高干度； 多除雜細胞； 少加填料； 網(wǎng)案搖振 提高紙頁勻度和纖維交織程度 調(diào)節(jié)上網(wǎng)濃度 調(diào)節(jié)漿速,（三）決定干紙強度的因素 干紙強度是指干紙

30、頁的機械強度，包括抗 張強度、耐破度、耐折度、撕裂度等。 干紙強度并不是單由組成紙頁的纖維的強 度來決定，更主要的是取決于組成紙頁的纖維 之間的結(jié)合力。 影響纖維間結(jié)合力的因素就是影響干紙強 度的因素。 1、纖維結(jié)合力的機理氫鍵結(jié)合學說 四種學說：化學學說、物理學說、二度膠 體體系學說和氫鍵學說。 目前得到普遍認可的是氫鍵學說。,纖 H 纖 H 纖 OH 維 O O 維 O O 維 打 漿 HO 水 素 H 素 H 素 OH HO 結(jié)晶區(qū) 無定形區(qū) 纖維內(nèi)部 游離出羥基 H H H O O O A H H B A H B 纖 O 纖 干 燥 纖 O 纖 維 H H 維 H2O 維 H 維 O

31、O O H H H O O 形成水橋 氫鍵結(jié)合,氫鍵結(jié)合的條件：纖維之間距離在2.552.75之內(nèi)。 要實現(xiàn)這一要求，除外部條件外，纖維的 柔軟性和水的表面張力是十分重要的因素。 纖維直徑越小，水的表面張力越大。 纖維直徑（m） 纖維間吸引力（kg/cm） 30 5.9 2 36.8 0.2 158.8 2、纖維間的結(jié)合建筑式 S1S1 S1S2 S2S2,3、影響纖維結(jié)合力的因素 由于纖維結(jié)合力決定了干紙的強度，因此 影響纖維結(jié)合力的因素也就是影響干紙強度的 主要因素。 打漿是影響纖維結(jié)合力的主要因素。 （1）打漿對纖維結(jié)合力和干紙強度的影響 減小纖維直徑 增加表面張力 打漿 纖維潤脹、細纖

32、維化 增加接觸面 柔軟可塑、增加外表面 增加氫鍵結(jié)合數(shù)目 游離出更多的羥基,打漿與纖維結(jié)合力及物理性質(zhì)的關(guān)系,由圖中曲線可以看出： 纖維結(jié)合力隨打漿度的增加而增加，且在 打漿初期增加很快，以后逐漸緩慢下來。 干紙強度也隨打漿度的增加而增加，且同 樣在打漿初期增加很快，以后逐漸減慢，但增 加到一定程度之后反而出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，轉(zhuǎn)為下降。 并且不同強度指標，其轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)的遲早不同。 這是由于在打漿過程中，一方面增加了纖維結(jié) 合力，另一方面降低了纖維的平均長度，兩者 都直接影響到干紙的強度，不過不同強度指標， 影響不同而已。,a、 抗張強度 轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)最晚。 b、耐折度 打漿度不太高時就發(fā)生轉(zhuǎn)折。 c、撕裂

33、度 轉(zhuǎn)折出現(xiàn)最早。 抗撕裂面大 抗撕裂面小 d、耐破度 情況與抗張強度相似。,（2）紙料種類對纖維結(jié)合力的影響 化學木漿棉漿機械木漿 (3) 纖維化學組成的影響 半纖維素 纖維素 木素 （4）添加物的影響 親水性物質(zhì) 疏水性物質(zhì),第三節(jié) 打 漿 工 藝 一、打漿方式和方法 （一）游離狀打漿和粘狀打漿 游離狀打漿：以橫向切斷纖維為主的打漿方式。 粘狀打漿：以潤脹、細纖維化為主的打漿方式。 注意： 1、各種打漿方式?jīng)]有截然的界線，游離狀打漿中纖維也會 潤脹和細纖維化。同樣，粘狀打漿中，纖維也會有切斷。 2、打漿方式與打漿狀態(tài)是不同的概念，打漿方式表示的是打漿作用的方向，而打漿狀態(tài)則表示打漿的程度、

34、結(jié)果。粘狀 打漿方式可以打出游離漿。 我國以打漿度來衡量打漿程度（狀態(tài)），當打漿度70SR稱為粘狀漿，介于3070SR之間稱為半游離半粘狀漿。,各種打漿方式及打漿狀態(tài),(二)低濃、中濃和高濃打漿 低濃打漿打漿濃度在6以下； 中濃打漿打漿濃度在620之間； 高濃打漿打漿濃度在20以上。 1、低濃打漿 打漿機理可用漿膜學說來解釋。 相關(guān)因素：漿料濃度、刀片厚薄、飛刀轉(zhuǎn)速。 刀輥線速（m/s） 打漿方式 20 切斷為主 25 切斷與細纖維化均等 30 細纖維化為主,2、高濃打漿 打漿機理可用摩擦應力的理論來解釋。 高濃打漿的特點： （1）切斷作用少，潤脹、細纖維化作用強烈。 （2）經(jīng)高濃打漿的纖維多

35、呈扭曲狀，成紙強度好，伸長率和伸縮率大。 （3）打漿溫度高，進漿困難。 3、中濃打漿 未能推廣使用。,二、影響打漿的因素 （一）打漿比壓和打漿時間 打漿比壓：打漿時單位打漿面積上所受的力。以N/m或Pa表示。 PQ/F（N/m） Q刀輥及外加總有效力. (N) F打漿面積。(m) 打漿面積：打漿時飛刀與底刀接觸面積。,F=Z1Z2 1 2 L/ D cos1 cos2(m) 式中： Z1、Z2 分別為飛刀、底刀片數(shù)。 L 1 、 2分別為飛刀、底刀片厚。 L刀輥寬。 （m） D刀輥直徑。（m） 1飛刀片與刀輥軸線傾斜角。 L=L/ cos 2底刀片與刀輥軸線傾斜角。 由上式可以看出： Z1 1

36、 L/ cos1 飛刀輥刀片總面積。 Z2 2 L/ cos2 底刀刀片總面積。 D L刀輥圓周總面積。 一般底刀傾斜，飛刀不傾斜， 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為刀輥刀片有效率。,L,打漿時間：將漿料打到符合要求打漿質(zhì)量所需的時間。 一般規(guī)律： 打游離漿：高比壓，短時間； 打粘狀漿：低比壓，長時間。 減小比壓，可減少切斷，利于細纖維化； 增加比壓，利于切斷；迅速增加比壓利于切斷；逐步增加比壓利于細纖維化。 打漿比壓具體反映在飛刀與底刀之間的距 離上，實際生產(chǎn)中

37、則由打漿電流來反映。,（二）打漿濃度 粘狀打漿宜用較高濃度；游離打漿宜用較 低濃度。 （三）打漿溫度 1、降低施膠效果； 2、造成樹脂障礙； 3、降低打漿速度； 4、降低成紙強度。 （四）漿料通過量 其它條件相同時，通過量大，漿料在 設(shè)備 中停留時間短，經(jīng)受打漿作用小，反之則大。,（五）漿料種類及化學成分的影響 （六）刀片厚度及材質(zhì)的影響 薄刀利于切斷，厚刀利于細纖維化；鋼刀 切斷作用強，石刀分絲帚化作用好。 （七）添加物的影響 疏水性物質(zhì)不利于打漿；親水性物質(zhì)利于 打漿。,三、各種漿料的打漿特性 （一）草類漿的打漿特性 （二）木漿的打漿特性 （三）棉、麻漿的打漿特性 （四）竹漿的打漿特性,四

38、、打漿工藝 設(shè)計或選擇打漿工藝可按如下步驟進行： 1、首先弄清楚所需生產(chǎn)的產(chǎn)品用途、特性和 質(zhì)量要求； 2、確定生產(chǎn)規(guī)模； 3、決定漿料配比； 4、決定打漿方式； 5、選擇打漿設(shè)備型號、臺數(shù)和排列組合的形 式； 6、設(shè)計打漿流程； 7、制定打漿工藝技術(shù)條件。,（一）產(chǎn)品特征和生產(chǎn)規(guī)模 是進行流程設(shè)計、設(shè)備選型和原料選擇的 主要依據(jù)。 （二）原料配比 選擇原料配比要將必要性和可能性相結(jié)合。 （三）打漿方式的確定 由紙張的使用要求和質(zhì)量標準所決定。 （四）打漿設(shè)備的選擇、臺數(shù)的確定和排列 組合 1、打漿設(shè)備的選擇 2、打漿設(shè)備臺數(shù)的確定,（1）按打漿能力計算打漿設(shè)備臺數(shù) 打漿設(shè)備的打漿能力是指每臺

39、打漿設(shè)備在單位時間內(nèi)，能使?jié){料提高的總打漿度。即 打漿能力 通過量（kg/h）打漿度的提高（SR）SR kg/h 臺 所需設(shè)備臺數(shù)（每小時處理量需提高打漿度）/打漿能力 （2）按生產(chǎn)能力估算設(shè)備臺數(shù) 臺數(shù)處理量/生產(chǎn)能力 3、打漿設(shè)備的排列組合 視具體情況選擇并聯(lián)或串聯(lián)。,（五）打漿流程的設(shè)計 基本原則： 1、各設(shè)備間盡量滿足順流向排列，避免 迂回； 2、盡可能利用自然流送，并要有一定的 流送位差； 3、要檢修停用某臺設(shè)備時，不應影響其 它設(shè)備的正常生產(chǎn)。,1、打漿機間歇打漿系統(tǒng) 化漿車間來漿（或漿板） 打漿機 刀輥 送紙機漿池 成漿池 間歇打漿系統(tǒng)打漿機并聯(lián)使用,2、打漿機連續(xù)打漿系統(tǒng) 化漿

40、車間來漿（或漿板） 送紙機漿池 連續(xù)打漿系統(tǒng)打漿機串聯(lián)使用,3、圓柱精漿機（或精漿機）間歇、連續(xù)打漿系統(tǒng) 漿板或液體漿 水力 碎漿機 循環(huán)漿池 成漿池 送紙機漿池 圓柱精漿機 間歇、連續(xù)兩用系統(tǒng)碎漿機、精漿機,4、盤磨機、圓柱精漿機分別用于兩種漿料的 連續(xù)打漿系統(tǒng) 漿板 化漿 來漿 水力 側(cè)壓 碎漿機 濃縮機 盤磨機 圓柱磨漿機 送紙機 叩前池 叩后池 漿池 中間池 送配漿 叩前池 連續(xù)打漿系統(tǒng)盤磨機、圓柱精漿機,5、雙圓盤磨漿機、勻整精漿機的連續(xù)打漿系統(tǒng) 化漿車間來漿 膠料 脫水機 叩后漿池 未叩漿池 填料 雙圓盤磨 調(diào)漿箱 回流 礬液 送沖漿池 紙機漿池 勻整精漿機 連續(xù)打漿系統(tǒng)雙盤磨、勻

41、整精漿機,6、帶穩(wěn)位箱和冷卻夾套的多種漿連續(xù)打漿系統(tǒng),（六）打漿工藝技術(shù)條件的制定 打漿工藝技術(shù)條件包括： 1、成漿打漿度； 2、濕重； 3、打漿濃度； 4、通過量； 5、打漿壓力曲線（各臺打漿設(shè)備電流）。 其中1、2、3為固定條件，而4、5則為活條件隨來漿情況和刀片新舊而變動。 生產(chǎn)新產(chǎn)品制定工藝條件一般要按三步走： 1、先在實驗室進行小型試驗，摸索初步數(shù)據(jù)； 2、再經(jīng)中間試驗車間的試驗，定出初步條件； 3、用于大型連續(xù)生產(chǎn)中，經(jīng)過考驗、修改，總結(jié)出生產(chǎn)條件。,第二章 調(diào) 料 調(diào)料包括施膠、加填、調(diào)色、染色、添加化學助劑、配漿和調(diào)濃過程。調(diào)料的主要目的是從不同角度上采用不同的手段來滿足紙張的

42、某些質(zhì)量要求和紙張抄造性能的需要。 第一節(jié) 施 膠 一、施膠的目的和方法 施膠：用某些疏水性物質(zhì)，使其附著在纖維（或紙張）的表面，從而減少紙張的毛細管作用和紙頁對水的親和力，防止水在紙張上滲透和擴散的工藝過程。 施膠的目的：使紙頁具有抗拒液體（特別是水和水溶液）滲透和擴散的性能。,根據(jù)紙張使用情況，按施膠程度可把紙張 分成三類： 重施膠紙施膠度0.752.0mm； 輕度施膠紙施膠度0.250.5mm； 不施膠紙施膠度在0.25mm以下。 施膠方法分兩種： 內(nèi)部施膠也稱紙內(nèi)施膠。在抄紙過程中膠料 加進纖維水懸浮液中，混合均勻后再沉著到纖維表面上。 表面施膠也稱紙面施膠。紙頁形成后，在半 干的紙頁

43、或干燥后的紙頁上均勻涂上膠料。,二、常用施膠劑 施膠劑：加進（或涂于）紙頁之后能使紙頁具有抗液性能的物質(zhì)稱之為施膠劑。 以松香為主體的施膠劑： 松香膠褐色松香膠、白色松香膠、分散松香膠； 強化松香膠； 石蠟松香膠。 非松香膠： 石蠟乳膠；硬脂酸鈉；聚乙烯醇；動物膠；蛋白膠；淀粉及其衍生物；合成樹脂膠。,三、內(nèi)部施膠 （一）松香的三值 松香主要成分是松香酸的同分異構(gòu)物，分子式為C19H29COOH，含有少量酯類和雜質(zhì)。 松香的三值是衡量松香純度的指標。 酸值是衡量松香中松香酸含量多少的指標。其含義是：中和1g松香所需KOH毫克數(shù)。 皂化值指完全皂化1g松香所消耗的KOH的毫克數(shù)。 酯值皂化值與酸

44、值之差。 C19H29COOH + KOH C19H29COOK + H2O 302 56 1000 x x（561000）/302185,（二）松香膠的制備 1、松香的皂化劑 工業(yè)生產(chǎn)一般用碳酸鈉或氫氧化鈉。 2C19H29COOH + NaCO3 2C19H29COONa + H2CO3 H2O + CO2 C19H29COOH + NaOH C19H29COONa + H2O 皂化松香所需堿量可用下式計算： A（OM2/M1P）（100C）(%) 式中：A所需的堿量（對松香質(zhì)量） O松香的皂化值 M1測定皂化值所用堿的當量 M2熬膠時所用皂化劑的當量 P皂化劑的純度（以表示） C松香膠中

45、游離松香含量（以表示）,2、松香膠的制備 （1）褐色松香膠制備 NaOH 有熱法和冷法兩種。 冷法制備褐色松香膠過程,（2）白色松香膠制備 包括熬制、乳化 開水桶 和稀釋三個步驟。 冷卻水套 熱水桶 熬膠鍋 蒸汽 蒸汽 過濾器 貯存池 噴射乳化器 乳化稀釋池 白色松香膠制備流程,白色松香膠以一種膠體懸浮液的形式而能保持穩(wěn)定的原因： 可以把白色松香膠料看成是由三部分組成： a、作為分散相的游離松香固體質(zhì)點； b、作為分散介質(zhì)的水； c、溶解于水的松香酸皂化物作為穩(wěn)定劑。 H O H H RCOONa H O NaOOCR RCOOH RCOONa H O RCOONa H H O H,（3）分散

46、松香膠 分散松香膠是游離度接近或是100的松香膠，即松香不轉(zhuǎn)化為松香酸皂，而是以游離松 香粒子形式存在于膠液中。因游離松香粒子多，施膠效果要優(yōu)于皂化型松香膠。 分散松香膠因所用松香有的經(jīng)過改性，乳化劑類型不同，乳化條件不同等原因，制備的方法不盡相同，但基本方法大致如下： 首先將天然松香及改性松香加熱熔融，在常壓下攪拌，加入乳化劑水溶液，經(jīng)分散得到油包水型乳液，然后在高速攪拌下加水，使油包水型乳液轉(zhuǎn)而為水包油型乳液，即使松香分散于水中制成乳液型膠。,（三）松香膠的沉淀和定著 松香膠定著的方法是加沉淀劑。 1、沉淀劑的種類和性質(zhì) （1）硫酸鋁（礬土、造紙明礬） 主要組成是結(jié)晶硫酸鋁，并帶有1218

47、個結(jié)晶水，分子式Al2（SO4）3nH2O，是由鋁礬土與硫酸反應制 得： Al2O32SiO2 + 3H2SO4 Al2（SO4）3 + 3H2O + 2SiO2 （2）明礬 是硫酸鋁和硫酸堿金屬所形成的復鹽，分子式為Al2（SO4）3M2SO424H2O，式中M為鉀、鈉或銨。 因含有低價的硫酸鹽和多量的結(jié)晶水，其效果遠 不如造紙明礬。,（3）硫酸高鐵 分子式為Fe2（SO4）3，其作用與硫酸鋁 相同，但與松香酸構(gòu)成黃色的沉淀物，因此只 能用于本色紙張的施膠。 （4）鋁酸鈉 分子式NaAlO2和NaAl2O4，是一種堿性的 鋁化合物，因此可提高施膠時的pH值，一般與 硫酸鋁混合使用，可以在pH57的情況下施 膠，因此可減少對設(shè)備的腐蝕。 （5）三氯化鋁 分子式AlCl3，其作用與Al2（ SO4）3差不多。,2、松香膠粒的沉淀 界面動電勢學說； 配位理論。 3、松香膠的定著 （四）施膠程序和施膠操作 1、施膠程序 先加膠，充分混合均勻后再加硫酸鋁沉淀劑。 2、施膠操作 （1）間歇式施膠 主要適用于盆式打漿機、池式配漿或池式調(diào)漿等 間歇操作過程。 （2）連續(xù)