(精品)造纸技术--造纸原理与工程.ppt

造造 纸纸 原原 理理 与与 工工 程程 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、载体载体文化、信息载体；工农业材料、产品载体。2、保护、装饰材料保护、装饰材料日常生活使用；建筑使用。3、加工材料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）顺序 国 家 产 量 国 家 消费量国家（地区）人均消费（kg）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 美 国 8262.8 中 国 5600 日 本 3095.1 德 国 2167.9 加拿大 1949.9 芬 兰 1339.1 瑞 典 1173.7 韩 国 1054.8 法 国 1033.1 意大利 999.8 美 国 8969.9 中 国 5930 日 本 3146 德 国 1918 英 国 1252 卢森堡 358 比利时 353.8 芬 兰 324.4 美 国 300.6 瑞 典 255.4 西班牙 255.4 日 本 246.8 丹 麦 245.8 奥地利 244.7 阿联酋 235.9 （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。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。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 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：卷烟纸宽卷烟纸宽29.0或或29.5mm 电容器纸宽电容器纸宽95、140、240和和280mm 餐巾原纸宽餐巾原纸宽320mm （三）纸和纸板的质量要求 外观质量外观质量 物理性能物理性能 吸收性能吸收性能 光学性能光学性能 印刷性能印刷性能 化学性能化学性能 电气性能电气性能 国家标准代号意义如下：GB 颁布年度颁布年度 当年标准排号当年标准排号 “国家标准国家标准”略写略写“国标国标”拼音拼音“guo biao”字头字头 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纵向（MD），与此成直角的方向为横向横向（CD），而垂直于纸面方向则取为竖向竖向（Z向）。OZXY 3、纸张三个方向的差别及成因 纵向纵向：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。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 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)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)500(150g/m)正、反面差25%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 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（不透明度（%）=100%R R0 单张纸样在单张纸样在“全吸收全吸收”的黑色天鹅绒衬垫上的反射能力（白度）的黑色天鹅绒衬垫上的反射能力（白度）R试样的白度试样的白度三、透明度 是指纸对光线透射和折射的程度。以纸页层数表示，也以%表示。RwR0 透明度透明度T=100%Rw Rw 单层纸样背衬白色标准板的反射率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 70mg/kg 导电率 410-5-1cm-1 SP木浆木浆破布浆破布浆SP苇浆苇浆蔗渣浆蔗渣浆 （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；掺用长纤维浆料；控制好打浆控制好打浆 加强脱水、提高干度；加强脱水、提高干度；多除杂细胞；多除杂细胞；少加填料；少加填料；网案摇振网案摇振 提高纸页匀度和纤维交织程度提高纸页匀度和纤维交织程度 调节上网浓度调节上网浓度 调节浆速调节浆速 （三）决定干纸强度的因素 干纸强度是指干纸页的机械强度，包括抗抗 张强度、耐破度、耐折度、撕裂度张强度、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影响纤维间结合力的因素就是影响干纸强 度的因素。度的因素。1、纤维结合力的机理氢键结合学说氢键结合学说 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 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。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 打浆与纤维结合力及物理性质的关系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 化学木浆化学木浆棉浆棉浆机械木浆机械木浆 (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 第三节第三节 打打 浆浆 工工 艺艺 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。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。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 打 浆 方 式 打 浆 状 态 打 浆 度 游离状打浆长纤维游离浆1517 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3045 SR 粘状打浆游离中粘状浆2060 SR粘状浆 6590 SR高粘状浆90 SR以上 (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浆膜学说来解释。相关因素：浆料浓度、刀片厚薄、飞刀转速浆料浓度、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。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。以打浆比压：打浆时单位打浆面积上所受的力。以N/m或或Pa表示。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。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 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打浆时间：将浆料打到符合要求打浆质量所需的时间。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。（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、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、首先弄清楚所需生产的产品用途、特性和 质量要求；质量要求；2、确定生产规模；、确定生产规模；3、决定浆料配比；、决定浆料配比；4、决定打浆方式；、决定打浆方式；5、选择打浆设备型号、台数和排列组合的形、选择打浆设备型号、台数和排列组合的形 式；式；6、设计打浆流程；、设计打浆流程；7、制定打浆工艺技术条件。、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必要性和可能性可能性相结合。（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 打浆能力打浆能力 通过量（通过量（kg/h）打浆度的提高（打浆度的提高（SR）SR kg/h 台台 所需设备台数（每小时处理量所需设备台数（每小时处理量需提高打浆度）需提高打浆度）/打浆能力打浆能力 （2）按生产能力估算设备台数 台数处理量台数处理量/生产能力生产能力 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、打浆机间歇打浆系统 化浆车间来浆（或浆板）化浆车间来浆（或浆板）打浆机打浆机 刀辊刀辊 送纸机浆池送纸机浆池 成浆池成浆池 间歇打浆系统间歇打浆系统打浆机并联使用打浆机并联使用 2、打浆机连续打浆系统 化浆车间来浆（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、匀整精浆机 6、带稳位箱和冷却夹套的多种浆连续打浆系统 稳位箱冷却水夹套盘磨水力碎浆机循环浆池针叶浆池阔叶浆池干损纸浆池高浓除砂器高频疏解机损纸浆池湿损纸叩后阔叶浆池叩后针叶浆池混合浆池机前浆池去冲浆 （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；、成浆打浆度；2、湿重；、湿重；3、打浆浓度；、打浆浓度；4、通过量；、通过量；5、打浆压力曲线（各台打浆设备电流）。、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。第二章第二章 调调 料料 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。第一节第一节 施施 胶胶 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。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：重施胶纸重施胶纸施胶度施胶度0.752.0mm；轻度施胶纸轻度施胶纸施胶度施胶度0.250.5mm；不施胶纸不施胶纸施胶度在施胶度在0.25mm以下。以下。施胶方法分两种：内部施胶内部施胶也称纸内施胶。在抄纸过程中胶料也称纸内施胶。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加进纤维水悬浮液中，混合均匀后再沉着到纤维表面上。上。表面施胶表面施胶也称纸面施胶。纸页形成后，在半也称纸面施胶。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。干的纸页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。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：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：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。酸值酸值是衡量松香中松香酸含量多少的指标。其是衡量松香中松香酸含量多少的指标。其含义是：中和含义是：中和1g松香所需松香所需KOH毫克数。毫克数。皂化值皂化值指完全皂化指完全皂化1g松香所消耗的松香所消耗的KOH的毫克的毫克数。数。酯值酯值皂化值与酸值之差。皂化值与酸值之差。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：式中：A所需的碱量（对松香质量）所需的碱量（对松香质量）O松香的皂化值松香的皂化值 M1测定皂化值所用碱的当量测定皂化值所用碱的当量 M2熬胶时所用皂化剂的当量熬胶时所用皂化剂的当量 P皂化剂的纯度（以表示）皂化剂的纯度（以表示）C松香胶中游离松香含量（以表示）松香胶中游离松香含量（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 松香 松香 松香 褐色胶乳液 （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；、作为分散相的游离松香固体质点；b、作为分散介质的水；、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。、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）连续式施胶 适用于连续打浆、调料的过程。可有几种情况：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0.52.0（对绝干纤维），而硫酸铝加入量一般为松香量的1.53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。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 0.51.25 0.82.0 书写纸 0.51.25 1.02.5 有光纸 0.25 0.61.0 打字纸 0.25 0.50.7 纸袋纸 1.251.75 1.55.5 包装纸 0.51.25 0.71.0 瓦楞芯纸 11.5 条纹牛皮纸 0.51.25 0.81.0 晒图纸 3540秒（抗水性）2.54 4、施胶过程控制条件 主要条件是pH值的控制，一般以45为宜。另外还有温度和胶料本身质量。（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。2、中性施胶剂的分类 反应型反应型 中性施胶剂中性施胶剂 树脂型树脂型 阳离子型阳离子型 聚合物型聚合物型 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。第二节第二节 加加 填填 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。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。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；折光率要高，散射系数要大；2、白度高、亮度大，无杂质，有光泽；白度高、亮度大，无杂质，有光泽；3、颗粒细腻均匀、纯度高；颗粒细腻均匀、纯度高；4、密度大，不溶于水；密度大，不溶于水；5、化学稳定性好；化学稳定性好；6、资源丰富，加工简便，价格便宜。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Al2O32SiO22H2O。相对密度2.56，折光率1.56，白度8086。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。2、滑石粉（镁盐）最多用填料之一。分子式3MgO4SiO2H2O。相对密度2.7，白度9097，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3.94.2，折光率也大，为2.552.7，粒度小，白度9799。不透明度高，覆盖能力强，化学稳定性好。价格高，少用。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。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 2025 新闻纸 47 书写纸 1525 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。（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。料量的百分比值。依测定的基准不同，又分为总留着率总留着率和单程留着率单程留着率。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 式中式中 R填料留着率，填料留着率，Tz纸页中填料量（占纤维）纸页中填料量（占纤维）Tj浆中填料量（占纤维）浆中填料量（占纤维）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 式中式中 A1绝干纸页中灰分含量（）绝干纸页中灰分含量（）A2绝干纸料中灰分含量（）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：R0.94(A1C)(100A2D)/(A1C)(100A1D)100 式中式中 C纤维本身所含灰分，纤维本身所含灰分，D填料灼烧减量，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（成品纸量平均灰分）平均灰分）/填料加入量填料加入量100 （三）填料的留着机理 填料留着的机械过滤学说 填料留着的胶体吸附学说 正确的解释应该是二者相结合。计量箱 五、填料液的制备和加入方法 振动筛 （一）填料液的 填料 水 制备 回流 （二）填料的 送加填 加入方法 填料液制备槽 1、在打浆系统中 填料液贮存槽 加入 2、在纸机前加入 第三节第三节 染染 色色 一、染色的目的 染色：是指在纸浆或纸张中加入某一色料，使之有选择的吸收可见光中的大部分光谱，未被吸收而反射出来的光谱即为所需的色泽，因此染色是对色纸而言。调色：是指在纸浆中加进蓝色、紫色或紫红色使之与纸浆中相应呈现的橙色、淡黄色或绿（灰）黄色起互补作用而显出白色，是对白纸而言。增白：是指在纸浆中加进增白剂以获得更高白度。对造纸而言，染色有两个目的：1、对于色纸，通过染色生产出符合色泽要求的纸张。2、对于白纸，提高染色可以提高纸张的白度。二、