《造纸工艺及技术-1-6ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《造纸工艺及技术-1-6ppt课件（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 造纸工艺及技术 纸是如何制造出来的 其基本工艺流程如何 纸与纸板的区别 常见的有那些 纸或纸板有那些基本的性能 如何根据用途来确定其质量要求 第一章绪论 造纸工业在国民经济中的地位是与国民经济发展和人类文明建设息息相关的重要基础原材料产业 纸的消费是衡量国家现代化水平和文明建设的重要标志 国内外造纸工业的现状及发展趋势1 纸和纸板总产量及人均消费量世界总产量 近4亿吨 07年 中国总产量 0 839亿吨 08年 居世界第一位 世界人均消费量 56 3kg 人 年 08年 发达国家人均消费量 300kg 人 年 中国人均消费量 50kg 人 年 预计2010年达世界人均 湖北省08年产量超10
2、0万吨 国内排名13位 2 国内造纸工业现状已基本建立比较完整的造纸工业技术研究开发 人才培养 装备制造 产品生产和市场销售等体系 国际造纸跨国公司的进入和我国造纸工业大力引进国际先进技术 有力地推动我国造纸工业的发展 目前我国已具备从造纸生产和消费大国向世界造纸强国转变的现实基础 3 现代造纸工业的特点和发展趋势是资金密集型 技术密集型 能源密集型和大规模型产业 具有生产连续性强 工艺流程复杂 能源消耗高 原材料处理量大 污染负荷重 投资大的特点 生产规模大型化 产品高档化 技术装备现代化 生产清洁化和水资源的节约利用是当今世界造纸工业发展的主要趋势 4 国内造纸工业存在的主要问题 造纸原料
3、结构不合理 木浆比重低 纸和纸板总量不足 产品结构不合理 企业规模小 技术装备落后 水资源消耗大 环境污染严重 造纸领域的发展主要表现纸的品种种类多打浆方面连续打浆 高浓打浆造纸助剂方面种类增加抄纸方面低定量 中性造纸 中性施胶纸机装备方面大型化 高速化白水回用方面白水循环进一步封闭 P2 一 纸和纸板的分类1 纸和纸板的概念纸是一种特殊的材料 由纤维 主要是植物纤维 和其他固体颗粒物质 如胶料 填料 助剂等非纤维添加物质 交织结合而成的 具有多孔性网状物性的特殊薄张材料 纸和纸板的区别 在于它的定量和厚度 我国 一般定量200g m2以下 厚度500 m以下称纸 国际标准化组织推荐标准 定量
4、超过250g m2称为纸板 P3 2 不同的分类方法原料植物纤维纸 合成纤维纸 矿物纤维纸和金属纤维纸抄造方式手工纸 机制纸整理包装方式平板纸 卷筒纸 盘卷纸定量和厚度纸和纸板纸面的光滑程度毛面纸 半有光纸 有光纸用途文化用纸 包装用纸 技术用纸 装饰用纸 P4 T5 另外根据现实应用要求再补充以下方面内容 五 纸和纸板的规格 一 原纸尺寸 卷筒纸和平板纸 T6 二 纸的幅面尺寸国家标准 A B C三组 国际标准 为国家标准A组0 6组号 A0 A6 规则 1 各组内每号尺寸可对折成邻近号尺寸 2 各组内的用纸幅面均为相似形 三 纸的偏斜度一般不超过3mm T7 六 印刷与纸和纸板 一 印刷方
5、法的分类和特点印刷方法分为 压印式印刷法非压印式印刷法 凸版印刷凹版印刷平版印刷 胶版 石版 如喷墨印刷 静电复印等 T8 二 印刷对造纸工业发展的要求 适应印刷机运转速度提高的要求进一步提高纸张强度 抗张强度 撕裂强度 和匀度 适应印刷品质量和档次提高的要求进一步提高印刷纸的档次和质量 如匀度及定量 厚度 松密度和水分的均匀性 表面结合强度 平滑度和印刷适性等 同时降低纸张的定量 适应新的印刷方法 印刷油墨 印刷工艺和印刷设备的要求不断研究和开发新产品和提高现有产品对上述要求的适应性 T8 七 包装与纸和纸板在塑料 金属 玻璃及纸和纸板四大包装材料中 纸和纸板是最主要的包装材料 用量最多 当
6、前包装纸材料的发展情况 开发适于绿色包装需求的纸 纸板和纸制品 发展高档次 高质量包装纸和纸板 包装用纸和纸板低定量化和发展重型化包装纸箱 二 纸和纸板的性质和质量要求外观质量物理性质光学性质印刷性能电气性质 P5 一 外观质量尘埃 针眼 破洞 透明点半透明点 皱纹 褶子条痕 筋道泡泡纱 网印 毯印 斑点浆疙瘩 裂口色泽 二 物理性质1 一般性质水分灰分定量厚度紧度或松厚度纵横向正反面2 吸收功能施胶度抗水性透气度 3 表面性质平滑度耐磨性掉毛 掉粉4 机械强度性质抗张强度裂断长伸长率耐破度耐折度撕裂度纸板环压强度纸板压缩弹性 三 光学性质白度亮度光泽度透明度及不透明度 四 印刷性能平滑度施胶
7、度可压缩性尺寸稳定性吸油性表面强度挺度 五 电气性质相对介电常数耐电压强度介质损失角导电质点 三 纸与纸板的生产方法及流程湿法造纸和干法造纸 第二章打浆 第一节打浆的任务打浆的概念纸料纤维受到剪切力的作用剪切力 来自机械的作用和流体的作用打浆 源自间歇式槽式打浆机磨浆 源自连续式盘磨打浆机打浆的任务1 改变纤维形态2 控制纸料在网上的滤水性能 P10 第二节打浆理论一 纤维细胞壁的结构 一 纤维细胞壁的结构 P11 二 纤维在打浆中的变化揉搓 疏解浆料细胞壁产生位移和变形 P层和S1层的破除 纤维的切断纤维的吸水润胀和细纤维化产生纤维碎片 卷曲 压缩和伸长 P12 1 细胞壁的位移和变形S2层
8、中的细纤维同心层发生位移与变形纤维之间的间隙增大 水容易进入纤维吸水润胀 纤维柔软2 初生壁和次生壁的破除打浆的机械作用和纤维之间的相互摩擦3 切断和变形纤维横向断裂分丝化 4 吸水润胀润胀内部组织松弛 有利于细纤维化 增加纤维间接触面积 提高成纸强度 降低透气度5 细纤维化外部细纤维化内部细纤维化6 纤维的其他变化纤维碎片纤维扭曲 卷曲 压缩和伸长 T35 其剪切力来自 机械作用和流体作用 四 磨 打 浆机理 打浆前 打浆后 三 纤维结合力纸页强度纤维自身的强度 纤维的结合力 纤维的平均长度 纸中纤维的分布和排列 一 氢键理论 打浆的机械作用 增加了纤维的比表面积 游离出大量的游离羟基 在纤
9、维间形成水桥 水蒸发后 纤维靠拢 氢氧原子形成氢键 P14 T62 一 纤维结合力 四种 氢键结合力化学主价键力 纤维素分子链葡萄糖基之间的键力极性键吸引力 范德华吸引力表面交织力 一 纤维与纤维之间的氢键结合 步骤一 通过水分子形成的水桥连接 0 5 2 的羟基形成氢键结合 98 以上的羟基在纤维内部形成氢键 步骤二 单层水分子形成的氢键结合当纸料在网上滤水后 经过压榨进一步脱出水分 使两纤维间的距离靠拢 在纤维间形成了比较有规则的单层水分子连接的氢键结合 步骤三 过程完成 形成氢键结合纸页经加热干燥进一步脱除水分 水分蒸发时 纤维受水的表面张力作用 使纸页收缩 纤维进一步靠拢 从而使纤维素
10、分子间的羟基距离小于2 8 最终形成了氢键结合 二 影响纤维结合力的因素1 打浆的影响吸水溶胀 细纤维化 提高纤维的柔软性和可塑性 增加了纤维的比表面积 增加了氢键的数量 提高结合力2 纸浆种类的影响化学木浆 棉浆 草浆 机械浆依次变差3 纤维化学组成和形态的影响半纤维素木浆含量纤维素的聚合度纤维长度4 添加剂的影响亲水性物质 增加结合力疏水性物质 降低结合力 P15 四 打浆过程质量控制打浆质量的检查浆料浓度 打浆度 湿重纤维长度 水化度 保水值和筛分析1 打浆度表示纸浆脱水难易程度 反映纤维被切断 分裂 润胀和细纤维化等打浆作用的效果肖伯尔打浆度仪2 纤维长度显微镜法 直接表示框架法 湿重
11、g 间接表示 P16 3 保水值和筛分析保水值表示纤维打浆后的水化及润胀的程度 纸张的紧度 裂断长 耐破度 耐折度等随着保水值的增加而直线上升 筛分析使纤维按长度得到分级 测出各级纤维的长度和所占百分率 保水值 湿浆重 干浆重 100 干浆重 五 打浆与纸张性质的关系裂断长耐破度耐折度撕裂度紧度其他 P17 第三节打浆工艺 一 打浆方式长纤维游离状打浆 短纤维游离状打浆 长纤维黏状打浆 短纤维黏状打浆 长纤维游离磨 打 浆长纤维粘状磨 打 浆短纤维游离磨 打 浆短纤维粘状磨 打 浆 P19 一般 打浆度小于30oSR称为高度游离浆打浆度为30 50oSR称为游离浆或中等浆打浆度为50 70oS
12、R称为粘状浆打浆度为70 85oSR称为高粘状浆或大于85oSR 所以 游离浆 或粘状浆 和游离打浆 或粘状打浆 概念不同 表示打浆的程度 表示打浆作用的方向 式 1 长纤维游离磨 打 浆以疏解为主 要求将纤维分散成单纤维 只需适当的加以切断 尽量保持纤维长 不要求过多的细纤维化 浆料特性 浆料脱水性好 成纸吸收性好 透气度大 因纤维长 匀度 平滑度差 不透明度高 耐破和撕裂强度较好 尺寸稳定性好 变形性小 这种浆料多用于生产有较高强度的纸张 例 牛皮包装纸定量40 110g m2原料未漂KP浆纤维平均长度1 8 2 4mm打浆度22 40oSR 2 长纤维粘状磨 打 浆要求纤维高度细纤维化
13、良好的润胀水化 使纤维柔软可塑 有滑腻性 并尽可能地避免纤维切断 使纤维保持一定的长度 浆料特性 因打浆度高 脱水困难 纤维长上网时容易絮聚 影响成纸的匀度 需采用低浓上网 成纸强度大 吸收性小 可用来生产高级薄型纸 例如 仿羊皮纸 机械零件包装纸 描图纸 中等长纤维粘状浆 定量55g m2定量50g m2原料未漂亚硫酸盐木浆原料漂白亚硫酸盐木浆打浆度90oSR纤维平均长度1 2 1 6mm打浆度85 90oSR P44 又如 纸袋纸 定量80g m2纤维平均长2 0 2 4mm打浆度20 25oSR 为什么纸袋纸会是这样 因为纸袋纸有两个重要质量要求 很高的强度 耐破度 撕裂度 良好的透气度
14、为保证透气度和上网脱水良好 打浆度不能高 属游离浆 但又不能采用游离打浆 否则 切断纤维 不利撕裂度不能很好细纤维化 不利耐破度 纸袋纸打浆度虽低 但仍采用长纤维粘状打浆方式 3 短纤维游离磨 打 浆要求纤维有较多的切断 避免纸浆纤维润胀和细纤维化浆料特性 脱水容易 纸的组织均匀纸页较松软 强度不大 吸收性强 例 吸墨纸定量100g m2原料棉浆或掺部分木浆纤维长度0 7 1 0mm打浆度20 30oSR 4 短纤维粘状磨 打 浆要求纤维高度细纤维化 润胀水化并适当切断 使纤维柔软可塑有滑腻感浆料特性 脱水困难 成纸均匀好有较大的强度 例 卷烟纸定量22g m2纤维长度0 9 1 4mm打浆度
15、88 92oSR原料麻浆或木浆 T44 游离浆与粘状浆的磨 打 浆方法游离浆 打浆时间短 浓度低 压力大 刀片薄 以一次下重刀为宜 粘状浆 打浆时间长 浓度高 刀片厚 先轻刀疏解 再分几次下刀 逐步加重压力 二 影响打浆的因素 一 打浆比压和刀间距打浆比压 单位面积上浆料所收的压力 决定打浆效率 与刀间距关系密切 刀间距越小 比压越大 纤维的切断作用大 打浆度上升快 刀间距大 比压小 切断少 纤维润胀好 分丝帚化多 比压的控制以调整打浆浓度 刀间距等因素实现 P20 二 打浆浓度分为低浓 中浓和高浓打浆 1 低浓打浆打浆浓度对打浆方式和质量有重要影响 打浆浓度高 纤维切断作用小 分丝帚化好 提
16、高产量 降低能耗 反之 恰好相反 游离打浆浆浓 3 4 黏状打浆浆浓 5 P21 2 高浓打浆依靠纤维间的摩擦 挤压 揉搓和扭曲 产生大量的热 使浆料软化 有利于浆料的离解 纤维长度变化不大 短纤维和细小纤维碎片减少 纤维呈扭曲状 成纸撕裂度 收缩率 韧性 紧度和不透明度提高 不适于长纤维打浆 是与草类和阔叶木打浆 3 中浓打浆原理和高浓打浆相似草浆中浓打浆效果好木浆中浓打浆 三 通过量和时间间歇式打浆 打浆时间控制通过量连续打浆 可通过量控制打浆度打浆效率 通过浆量 kg h SR 四 打浆温度过高的温度导致纤维的结合力和强度及施胶度下降打浆温度不超多45 打高粘度浆不超过60 五 刀片厚度和材质刀片薄 比压大 有利于纤维的切断 适于打游离浆 反之 适于打黏状浆 钢刀打游离浆 高粘度浆采用石刀 六 纸料种类和组成纤维细长 长宽比大的 打浆纤维结合面大 强度高 纸浆中半纤维素含量高 木素含量低 打浆性能良好 三 各种浆料的打浆性能棉麻浆长度长 采用切断能力强的半浆机先打半浆 切断 然后再打成浆的设备 针叶木浆根据需要进行切断阔叶木避免切断草浆保持纤维长度 轻打 快打 第四节打浆设备 一
