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造纸原理与工程

来源:用户分享 时间:2025/7/30 16:05:14 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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1. 中性施胶与中性造纸:P83。 2. 中性施胶的分类:

合成胶的种类 反应型:在碱性条件下,胶料直接与纤维反应,使胶料固着在纤维上。 自行固着型:阴离子施胶剂 树脂型 聚合型 3. 烷基烯酮二聚物(AKD)

1) AKD的结构、性质和应用。 2) AKD的施胶机理。

i. 纸面施胶 一)目的和用途:

目的:1.提高憎液性能、适印性能和抗油性能。

2. 提高表面性能物理强度。 3. 减少纸页的两面差和变形。 4. 减少胶料的流失。

用途:用于质量要求较高和用途特殊的纸种。

§2 加填

三)加填方式 间歇式 浆内

连续式 网前箱

ii. 填料的选用与性质

一)填料的选用:

一般情况:定量在 50g/m2以上的印刷纸,加用廉价的滑石粉,40g/m2以下薄型字典纸,需考虑加TiO2填料。

二)填料的种类和性质:

天然填料:滑石粉、高领土、白土、石膏。 人造填料:碳酸钙、硫酸钡、钛白(TiO2)

a) 滑石粉(30.6%MgO,62%SiO2)和高领土(瓷土) 滑石粉目前使用最广泛,白度较高。P95 表2-2 2-3 高领土:39%Al2O3 45%SiO2。 P95 2.碳酸钙: 天然:磨碎碳酸钙,白垩。

人造:沉淀碳酸钙,由石灰乳液通CO2制成。P96

3.二氧化钛(钛白)98%TiO2

4.合成硅铝——人造填料: 四.填料留着率

一)纸张填料留着率:是指纸张中所含的填料量A与加入纸料中填料量B的百分比: R = A / B ×100% 从控制生产出发,求得近似值已满足需要。 A:绝干纸中填料含量;B:绝干纸料填料含量; 单程留着率 Rt = (C·X) / H = 1-(T·Y) / H

H:流浆箱浆浓; C:伏辊处纸幅平度;T:网下白水浓度; X:到达伏辊处浆量占流浆箱浆量的比值,一般为3~5%。 Y:通过铜网流失的浆量占流浆箱浆量的比值,95~97%

二) 填料留着机理及影响留着的因素:

a) 填料留着由吸附过程、过滤过程、沉积过程及絮凝过程所决定。

b) 机械载流系统:认为,填料由于机械过滤作用,使填料不能通过滤层而留在纸内。P97。 c) 胶体吸附学说:填料在水中带负电荷,当加入矾土后,因有水和离子产生,填料离子吸附铝离子

而转成带正电荷,并与带负电荷的纤维相吸引而沉淀在纤维的表面上。

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填料的留着是由于机械截面和胶体吸附双重作用的结果,而吸附作用更重要。 影响因素:填料留着随下列情况的变化而增加:P97 。

(1) 纸张定量和厚度的增加; (2) 施胶对矾土用量的适当增加。 (3) 纸张打浆度的提高; (4) 纤维长度的提高; (5) 白水会用量增加; (6) 纸料温度提高; (7) 上网浓度的提高; (8) 在纸料中加入助留剂;

随下列情况变化而下降: (1) 纸机车速提高; (2) 真压箱、真空压辊,真空压榨等处的真空度提高; (3) 纸机网部振幅与振次的增大; (4) 网眼加大。 (5) 上网浓度降低。

§3 染色

一.染色和调色的目的:

1.生产颜色纸,纸浆需要染色; 2.生产白纸也需要进行增白。 二.色相的调配校正原理:

纸张的染色是指在浆料中加入某一色料,使其有选择性吸收部分可见光,反射我们所要求的色泽光谱,这一生产过程称为染色和调色。P98 图2-16 P99 表2-4 三.色料的分类和性质:

颜料:有色的填料耐光性较强,不溶于水,与纤维无亲合力。染色性能不如染料。 色料 天然染料:着色力不强,光照易变色;

染料: 人造染料——合成染料:溶于水,着色力强,价格低廉,染色操作简单。 碱性染料

人造染料 酸性染料 直接染料

一)碱性染料:为具有氨基碱性基团的有机化合物。 特点:

1. 可溶于水,呈碱性,着色力极强,色彩鲜艳,价格低廉,应用最广。 2. 对木素亲合力极大,所以对机木浆和未漂化学浆易染色。 3. 对纤维漂白浆亲合力较弱,需加媒染剂才能染色。

4. 耐光、耐热性极差,对酸、碱、氯根不稳定,成品易退色。 二)酸性染料:为带有苯羟基或黄酸基的有机化合物。

特点:

1.呈酸性,极易溶于水,着色能力较差; 1. 耐光性较强,

2. PH = 4.5~4.7时,染色效果最好。 3. 需借助于矾土做媒染剂。

4. 不施胶的纸不得使用酸性染料。

三)直接染料:为具有黄酸基团的偶氮化合物,溶于热水。 1.直接染料与纤维亲合力很强,能直接对纤维进行染色。

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2. 其着色能力比碱性染料差; 3. 单耐热型、耐光性好。

四)荧光增白剂:一种荧光染料,白色染料。 机理:

1.对含大量木素的机木浆和白度低于65%的纸浆料,不起作用。 iii. 荧光增白剂只用于漂白浆;白度越高,增白效果越好。 二.染色操作及影响因素:

一)染色操作: i. 浆内染色:将溶解好的染料液加入浆料中,进行间隙染色。 ii. 压光染色(纸面染色):在压光辊上使纸张与染料液接触。多用于纸板和原纸染色;用量少,

颜色鲜艳,耐光强;易脱落。

iii. 浸渍染色:使原纸通过色料槽而着色。常用于皱纹色纸及其它薄型色纸。 iv. 涂布上色:属加工纸范畴。 二)影响因素: i. 纸浆性质:不同浆料对染料有不同的亲合力。木素对碱性染料;纤维对直接染料有较大亲合

力。 ii. 打浆:提高打浆度有利于纤维的染色,能使染色加深。打浆度高,纤维分丝帚化好,有利于

染料与纤维的结合。

iii. 胶料与矾土:松香胶对纤维着色有阻碍作用,而矾土对染料起媒染剂作用。 iv. 填料:由于填料与纤维争夺染料而有碍纤维着色。大多数填料对染料有较强的亲合力。 v. PH值:各种染料均有适宜的PH值范围。 vi. 温度:提高染色温度,能增强着色效果。 vii. 其它化学药剂:残氯和钙对染色有不良影响很大。 viii. 染色两面性:剧烈脱水会降低染料的留着率,造成染色的两面性。

§4 助剂——造纸化学助剂——非纤维性的化学添加剂 一.使用助剂的目的、作用:P104

二.干强剂——增强剂:在纸浆中加用适当的添加剂,来提高纸张的(物理质量)干强度。(P124) 1. 淀粉与植物胶:能提高纸张的强度,匀度,改进纸张的耐磨性、挺度和掉毛、掉粉现象。

淀粉衍生物——改性淀粉,除了能提高干强度,还可以提高纸张的施胶度。 氧化淀粉

淀粉衍生物 阴(阳)离子淀粉 两性淀粉

2. 水溶性纤维素衍生物:MC,CMC,HEC均能提高纸张的干强度。P105 3. 高分子聚合物——聚丙烯酰胺:P105

阴离子型,非离子型:需加入矾土,P105

阳离子型:无论在酸、中或碱性条件,加不加矾土,均可提高纸张强度,并有一定的施胶度。

三.湿强剂:改变纸页的性质,增加纤维间的结合力。

湿强度是指纸被水浸透以后,仍能保持一定的机械强度和特性。 1. 热固性合成树脂:三聚氰胺甲醛树脂,脲醛树脂,酚醛树脂: 三聚氰胺甲醛树脂:P105 机理。

用量在6%以内时,其留着量高,湿强度明显增加。

PH纸的高低会影响树脂的留着率,加树脂前PH = 5~5.5%,加树脂后PH = 4~5。 四.助留剂和助滤剂:

1. 助留剂:用来提高纸料中的细小纤维和填料的留着率;主要用阳离子型高分子聚合物:聚丙

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烯酰胺、聚乙烯亚胺。用量少,效率高,经济效益好。P106 机理。

高分子聚合物使纤维(或粒子)产生絮凝的机理,不仅是表面电荷的中和,还包括有桥联合嵌镶结合的作用。

助留剂加入的位置尽可能接近纸机网前箱。 助留剂还有助滤的功能。

2. 助滤剂:使细小纤维和填料与纤维絮凝,一方面提高细料的留着率,而同时加快了滤水速率。

机理:P107

第三章 纸的抄造 §1 概述

一.抄造方法和设备

设备:长网造纸机,圆网造纸机,加网造纸机。(图3-4、3-5)

§2 抄之前纸料的处理

处理流程见P118

1. 任务:保证将纸料连续、均匀、稳定、干净地送倒流浆箱的进浆总管。 2. 要求:

1) 送上纸机的纤维量要恒定。 2) 配比要稳定。

3) 送上纸机的纸浆的浓度、温度、PH值等工艺条件要稳定。 4) 纸浆要干净,尘埃小,没有浆团、渣质、纤维分散好。

1.

三.纸料的脱气

一)纸料中空气的来源和存在形式:

1. 存在形式: 1)游离状态空气; 存在于纤维间或附着在纤维之上,在纤维细胞腔。

2)结合状态空气;溶解于水和吸附在纤维上。

2. 来源(浆料中游气泡的原因):

1) 浆泵密封性差;2)不适当的搅拌;3)输浆管喷入浆料时带入空气;4)浆板不好打浆时带

入空气;5)白水回收,细小纤维带入空气。 2. 浆料中空气存在的状态对纸料性质的影响:

1) 结合态空气对纸料性质影响不大,除非纤维吸附了CO2,改变了纤维的极性而造成凝聚。 2) 游离状态空气能(1)改变纤维的比重和浆料的可压缩性、脱水性;(2)产生泡沫;(3)使

纤维的比重减轻,产生浮浆,造成在网上出现纤维团和定量不均。

3. 脱气的必要性和方法:

1) 必要性:脱气后,a.提高纸料脱水能力;b.使纸强度提高,强度得到改善;c.节省蒸汽用量;

d.纸料压榨脱水和纸的压光较易,纸的平滑度好,透气度低。 2) 方法:预防、排除。

a. 化学除气(如加表面活性剂):用物化的方法除去纸料中的空气,浆添加剂加入到纸料和白

水中,使小气泡破裂而变成大气泡,从而从纸料或白水中溢出。 b. 机械法:高压水、热蒸汽、脱气设备(如脱气罐)。 最好使用脱气设备(P133 , 3)脱气设备及效果。

§3 纸浆的流送与上网

一.纸机的组成:整台造纸机是一种连续工作的联动机,(挂图或胶片)从流浆箱进浆总管道卷纸机。 一)本及部分:

1. 湿部:流浆箱、网案部、压榨部。 2. 干部:干燥部、压光机、卷纸机。

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