造纸原理与工程绪论

Paper making Principles and Paper making Principles and EngineeringEngineering 主讲：纪培红主讲：纪培红 E-mail:TL-13688601276 l第一篇纸料制备第一篇纸料制备l纸料的流体和造纸湿部化学特性纸料的流体和造纸湿部化学特性l磨浆磨浆l非纤维添加物质的应用非纤维添加物质的应用l第二篇纸和纸板抄造第二篇纸和纸板抄造l供浆系统和白水系统供浆系统和白水系统l纸的抄造纸的抄造l纸板的制造纸板的制造l纸和纸板的结构及性质纸和纸板的结构及性质课程的基本要求课程的基本要求掌握基本概念掌握基本概念掌握基本原理与工艺掌握基本原理与工艺了解生产方法、工艺及了解生产方法、工艺及设备的发展设备的发展了解实际生产了解实际生产教学要求与安排教学要求与安排l总学时数：总学时数：64学时学时l成绩评定：平时成绩（出勤、作业、小测验）成绩评定：平时成绩（出勤、作业、小测验）20，期末考试，期末考试80l学习方法：预习、听课、复习、做作业；课堂学习方法：预习、听课、复习、做作业；课堂讨论，答疑；讨论，答疑；教材与参考书教材与参考书l卢谦和卢谦和.造纸原理与工程（第二版）造纸原理与工程（第二版）.中国轻工中国轻工业出版社，业出版社，2006l隆言泉隆言泉.造纸原理与工程造纸原理与工程.中国轻工业出版社中国轻工业出版社1994l纪培红，鞠成民纪培红，鞠成民.造纸工艺与技术造纸工艺与技术.化学工业出化学工业出版社，版社，2005l曹邦威曹邦威.最新纸机抄造工艺最新纸机抄造工艺.中国轻工业出版社，中国轻工业出版社，1999参考书参考书l李策李策.纸张生产实用技术纸张生产实用技术.中国轻工业出版社，中国轻工业出版社，1998l梁实梅，张静娴梁实梅，张静娴.造纸技术问答造纸技术问答.中国轻工业出中国轻工业出版社，版社，1993l沈一丁沈一丁.造纸化学品的制备和作用机理造纸化学品的制备和作用机理.中国轻中国轻工业出版社，工业出版社，1999l何北海，卢谦和何北海，卢谦和.纸料流送与纸页的成形纸料流送与纸页的成形.华南华南理工大学理工大学参考书参考书lPulp and paper chemistry and chemical technology,James P.第三版第三版l期刊杂志期刊杂志lAppita,Holzforschung,wood chem.technol.Pulp and paper Canada,JPPS l中国造纸中国造纸,中国造纸学报中国造纸学报,纸和造纸纸和造纸,中华纸业中华纸业,林产化学与工业等。林产化学与工业等。纸的概念、组成、生产方法纸的概念、组成、生产方法 造纸工业在国民经济中的地位造纸工业在国民经济中的地位 国内外造纸工业的现状和发展国内外造纸工业的现状和发展 纸和的分类及用途纸和的分类及用途 纸和纸板的性能指标纸和纸板的性能指标 纸与印刷纸与印刷绪绪 论论l主要介绍的内容主要介绍的内容 绪论绪论纸是什么纸是什么？l（一）纸是一种特殊（一）纸是一种特殊的材料。的材料。l 纸是由纤维和其纸是由纤维和其他固体颗粒物质交织他固体颗粒物质交织结合而成的多孔性网结合而成的多孔性网状结构薄型材料。状结构薄型材料。（二）纸是由植物纤维为主体的纤维物（二）纸是由植物纤维为主体的纤维物质构成的。质构成的。辅料辅料：胶料、填料、：胶料、填料、染料等各种助剂。染料等各种助剂。加工方法：手工、机加工方法：手工、机械（各种造纸机）械（各种造纸机）厚薄均匀厚薄均匀：纤维，辅：纤维，辅料分布均匀（纸质量料分布均匀（纸质量核心核心）l （三）纸的生产过程（三）纸的生产过程l 打 浆添 料净化、筛选上网、抄造一、造纸工业在国民经济中的地位一、造纸工业在国民经济中的地位l与国民经济发展和人类文明建设相关的重要与国民经济发展和人类文明建设相关的重要基基础原材料础原材料。反映国力和文化发展水平。用于印刷、包装、反映国力和文化发展水平。用于印刷、包装、建材、化工、电子、能源、交通等。建材、化工、电子、能源、交通等。l造纸工业是造纸工业是“朝阳工业朝阳工业”。绿色环保材料。绿色环保材料l国际上认为是国际上认为是六大支柱产业之一六大支柱产业之一。二、国内外造纸工业的二、国内外造纸工业的 现状和发展现状和发展l现状和发展现状和发展1 1、产量大幅提高、产量大幅提高19791979年全国纸和纸板产量年全国纸和纸板产量430430万吨万吨19901990年全国纸和纸板产量年全国纸和纸板产量18001800万吨万吨20002000年全国纸和纸板产量年全国纸和纸板产量30003000万吨万吨20032003年全国纸和纸板产量年全国纸和纸板产量43004300万吨，人均消费万吨，人均消费37 37 公斤公斤20042004年全国纸和纸板产量年全国纸和纸板产量49504950万吨，人均消费万吨，人均消费4242公斤公斤l2、技术装备的现代化、技术装备的现代化l3、品种增加和产品高档化、品种增加和产品高档化l存在问题存在问题l1、原料结构不合理，木浆比例低、原料结构不合理，木浆比例低l2、产品结构不合理、产品结构不合理l3、水资源消耗大，污染严重、水资源消耗大，污染严重l我国吨浆纸的综合能耗为我国吨浆纸的综合能耗为1.551.7t标准煤，标准煤，世界先进水平为世界先进水平为085t；我国；我国浆纸浆纸综合水耗约综合水耗约 100m3，其中吨纸水耗，其中吨纸水耗50m3，而世界先进水平，而世界先进水平吨浆纸综合水耗为吨浆纸综合水耗为35m3，吨纸水耗，吨纸水耗10m3。l我国造纸行业总排水量仅次于化工与钢铁我国造纸行业总排水量仅次于化工与钢铁,位位居工业部门排放量的第居工业部门排放量的第3位位,而而COD排放量则占排放量则占全国工业排放量的三分之一。水污染治理成为全国工业排放量的三分之一。水污染治理成为关注的热点关注的热点,是造纸企业生存与发展的关键。是造纸企业生存与发展的关键。三、纸和纸板的分类及用途三、纸和纸板的分类及用途l纸和纸板的区别纸和纸板的区别：以以200-250(g/m2)的定量为一分界线，定的定量为一分界线，定量小于量小于200-250(g/m2)的称为纸或厚度在的称为纸或厚度在500微米以下的。微米以下的。大于大于200-250(g/m2)的称为纸板。的称为纸板。纸的分类纸的分类P4文化用纸文化用纸包装用纸包装用纸技术用纸技术用纸生活、装饰用纸生活、装饰用纸l纸板的分类纸板的分类包装用纸板包装用纸板技术用纸板技术用纸板建筑用纸板建筑用纸板印刷用纸板印刷用纸板 四、原纸尺寸和幅面尺寸四、原纸尺寸和幅面尺寸l卷筒纸原纸宽度：卷筒纸原纸宽度：1575mm,1092mm,880mm,787mm。平板纸原纸尺寸：平板纸原纸尺寸：1000 x 1400 mm,900 x 1280mm 880 x 1230mm,880 x 1092mm,787 x 1092mm,787 x 960mm,纸的幅面尺寸纸的幅面尺寸：l国家标准国家标准GB148-59规定：规定：幅面尺寸分为幅面尺寸分为A、B、C三组。三组。A:841x 1189 mm B:1000 x 1414 mm C:764 x 1064 mml国际上通用国际上通用ISO标准：标准：A0A6。A0全开本，全开本，A664开本。开本。五、纸和纸板的性能指标五、纸和纸板的性能指标l外观质量外观质量l物理性能物理性能l光学性能光学性能l印刷适性印刷适性l电气性能电气性能（一）外观质量（一）外观质量l纸和纸板的外观质量包括有尘埃、针眼、孔洞、纸和纸板的外观质量包括有尘埃、针眼、孔洞、破洞、透明点、半透明点、皱纹、折子条痕、破洞、透明点、半透明点、皱纹、折子条痕、筋道、泡泡纱、网印、毯印、斑点、浆疙瘩、筋道、泡泡纱、网印、毯印、斑点、浆疙瘩、裂口、色泽不一等在光线下肉眼可见的各种纸裂口、色泽不一等在光线下肉眼可见的各种纸病。每种纸和纸板都有它一定的外观要求。病。每种纸和纸板都有它一定的外观要求。产生尘埃的原因产生尘埃的原因：l原料带入原料带入 自制浆净化自制浆净化 商品浆外包装商品浆外包装 副料副料l操作过程：人为因素操作过程：人为因素l车间环境：卫生，清洁程度车间环境：卫生，清洁程度外观纸病产生的原因外观纸病产生的原因l针眼、填料颗粒太大，湿纸经抽真空产生针眼、填料颗粒太大，湿纸经抽真空产生l孔洞、大的浆疙瘩孔洞、大的浆疙瘩l破洞、大的浆疙瘩破洞、大的浆疙瘩l透明点、胶粒太大透明点、胶粒太大l半透明点、胶粒太大或气泡半透明点、胶粒太大或气泡l与设备、操作、环境、原料等有关与设备、操作、环境、原料等有关（二）（二）物理性质物理性质l定量定量：每平方米纸或纸板的重量，单位为：每平方米纸或纸板的重量，单位为g/mg/m2 2。向低定量方向发展：印刷品重量减轻，节约原料。向低定量方向发展：印刷品重量减轻，节约原料。l厚度厚度：纸样在两测量板之间、在一定压力下直接测量出来：纸样在两测量板之间、在一定压力下直接测量出来的厚度（的厚度（mmmm）。）。l纵横向纵横向：纸或纸板与纸机运行相同的方向，称为纵向；而：纸或纸板与纸机运行相同的方向，称为纵向；而与纸机运行方向垂直的，则称为横向。与纸机运行方向垂直的，则称为横向。纵横差问题：夹网纵横差问题：夹网长网长网圆网，机械强度，变形性圆网，机械强度，变形性l正反面正反面：抄纸时，湿纸或纸板在网部贴着网子的一面，称：抄纸时，湿纸或纸板在网部贴着网子的一面，称为反面或网面，另一面则称为正面。为反面或网面，另一面则称为正面。正反差问题：夹网正反差问题：夹网长网长网圆网，平滑度，施胶度，色泽圆网，平滑度，施胶度，色泽 l紧度紧度（或松厚度）：紧度指：每立方厘米纸或（或松厚度）：紧度指：每立方厘米纸或纸板的重量，单位为纸板的重量，单位为g/cmg/cm3 3。l松厚度松厚度：为紧度的倒数，即每克纸或纸板所有：为紧度的倒数，即每克纸或纸板所有的体积，单位为的体积，单位为cmcm3 3/g/g。轻型纸、圣经纸。轻型纸、圣经纸。l透气度透气度：一定面积的纸或纸板在一定的真空作一定面积的纸或纸板在一定的真空作用下，每分钟透过的空气量，或透过用下，每分钟透过的空气量，或透过100ml100ml空气空气所需的时间，所需的时间，ml/minml/min或或s/100mls/100ml。（二）（二）物理性质物理性质l平滑度平滑度：在一定的真空度下，一定容积的空气通：在一定的真空度下，一定容积的空气通过受一定压力的试样表面与玻璃面之间的间隙所过受一定压力的试样表面与玻璃面之间的间隙所需的时间，需的时间，s s。l机械强度性质机械强度性质(1)(1)抗张强度抗张强度 纸或纸板所能承受的最大拉力，纸或纸板所能承受的最大拉力，kN/mkN/m。(2)(2)裂断长裂断长 由于纸或纸板因本身重量而断裂时的长度，由于纸或纸板因本身重量而断裂时的长度，m m或或kmkm。（二）（二）物理性质物理性质（二）（二）物理性质物理性质(3)伸长率伸长率 表示纸或纸板受到张力至断裂时的伸长，以对原表示纸或纸板受到张力至断裂时的伸长，以对原纸试样长度的百分率表示。纸试样长度的百分率表示。(4)耐破度耐破度 单位面积的纸或纸板所能承受最大的压力，单位面积的纸或纸板所能承受最大的压力，kPa。（二）物理强度（二）物理强度l(5)耐折度：纸或纸板在一定张力情况下能经耐折度：纸或纸板在一定张力情况下能经受往返折迭的次数。受往返折迭的次数。l(6)撕裂度：裂断预先有切口的试样至一定长撕裂度：裂断预先有切口的试样至一定长度所需的力，度所需的力，mN。l(7)纸板环压强度纸板环压强度 环形的纸板试样在一定的加压速度下平行受环形的纸板试样在一定的加压速度下平行受压，直到试样被压溃为止，这时试样所能承受压，直到试样被压溃为止，这时试样所能承受最大的力最大的力kN/m。适用于测量厚度小于适用于测量厚度小于1mm的包装箱纸板的边的包装箱纸板的边缘强度。缘强度。l白度：白纸或纸板的洁白程度。白度：白纸或纸板的洁白程度。肉眼所见肉眼所见l 亮度：亮度：表示纸或纸板表面对表示纸或纸板表面对457nm457nm波长光从不同角波长光从不同角度照射的反射度与已知反射度的氧化镁板在同度照射的反射度与已知反射度的氧化镁板在同样光照射下的反射度之比，样光照射下的反射度之比，%仪器测定仪器测定ISOISO标标准准l光泽度：仪器测定光泽度：仪器测定 纸或纸板表面镜面反射的一种性质，它能反纸或纸板表面镜面反射的一种性质，它能反映出印刷品光泽和光彩上的质量。映出印刷品光泽和光彩上的质量。%（三）（三）光学性能光学性能（三）（三）光学性能光学性能l透明度：仪器测定、透明度：仪器测定、ISO标准标准 光线透过纸的程度，以能看清楚字迹或线条光线透过纸的程度，以能看清楚字迹或线条的纸页层数表示。的纸页层数表示。l不透明度：是以单张试样在完全吸收的黑色衬不透明度：是以单张试样在完全吸收的黑色衬垫上的反射能力与完全不透明的若干张试样的垫上的反射能力与完全不透明的若干张试样的反射能力之比率。反射能力之比率。（四）（四）印刷性能印刷性能 印刷性能是纸张在印刷过程中的综合反映。印刷性能是纸张在印刷过程中的综合反映。l平滑度：平滑度对印刷纸尤为重要。平滑度：平滑度对印刷纸尤为重要。l施胶度施胶度l 尺寸稳定性（伸缩性）尺寸稳定性（伸缩性）纸或纸板的尺寸稳定性一般以它们的伸缩性纸或纸板的尺寸稳定性一般以它们的伸缩性表示。伸缩性指纸或纸板浸水或在不同湿度下表示。伸缩性指纸或纸板浸水或在不同湿度下尺寸的相对变化，以尺寸的伸缩对试样原来尺尺寸的相对变化，以尺寸的伸缩对试样原来尺寸的百分率表示。寸的百分率表示。（四）（四）印刷性能印刷性能l表面强度表面强度 纸或纸板的印刷表面拉毛阻力。我国常用纸或纸板的印刷表面拉毛阻力。我国常用IGTIGT印刷性测量器进行拉毛实验。印刷性测量器进行拉毛实验。l挺度挺度 纸或纸板能承受本身重量抗弯曲的强度性质。纸或纸板能承受本身重量抗弯曲的强度性质。其大小关系到在印刷机中是否容易递纸或退纸。其大小关系到在印刷机中是否容易递纸或退纸。(五五)电气性质电气性质l作为绝缘材料的纸或纸板除具有物理性质和化作为绝缘材料的纸或纸板除具有物理性质和化学性质以外，还具有一定的电气性能。主要的学性质以外，还具有一定的电气性能。主要的电气性能有相对介电常数、耐电压强度、介质电气性能有相对介电常数、耐电压强度、介质损失角、导电质点等。损失角、导电质点等。六、纸与印刷六、纸与印刷（一）造纸与印刷的关系（一）造纸与印刷的关系70%的纸和纸板要经过印刷加工的。的纸和纸板要经过印刷加工的。造纸产品中造纸产品中6060为包装用纸（其中部分也为包装用纸（其中部分也需要印刷）需要印刷）3030为文化用纸为文化用纸包装纸和纸板的产量由包装纸和纸板的产量由19921992年的年的830830万吨增万吨增加到加到20022002年的年的24202420万吨。万吨。（二）印刷方法（二）印刷方法l分类分类：压印式印刷和非压印式印刷。：压印式印刷和非压印式印刷。l压印式印刷有压印式印刷有：1、凸版印刷凸版印刷：25%，普通的书籍，普通的书籍 印版中的图文凸出。印刷压力较大。印版中的图文凸出。印刷压力较大。2、凹版印刷凹版印刷：19%，装饰材料，装饰材料 印版中的图文凹陷，且深浅不同。也可分为印版中的图文凹陷，且深浅不同。也可分为平压凹印和轮转凹印两种。平压凹印和轮转凹印两种。3 3、平版印刷：平版印刷：42%，报纸，胶版印刷，多色套，报纸，胶版印刷，多色套印，彩色图案等。印，彩色图案等。印版的图文和空白部分在同一平面上。制版印版的图文和空白部分在同一平面上。制版时使有图文的部分着墨，而空白处憎墨，形成时使有图文的部分着墨，而空白处憎墨，形成印版。印版。常用的有胶版印刷，多为轮转胶印机，印刷常用的有胶版印刷，多为轮转胶印机，印刷速度快，而印刷压力较小。速度快，而印刷压力较小。l非压印式印刷非压印式印刷：l喷墨印刷、有机调色剂打印系统、磁强照相打喷墨印刷、有机调色剂打印系统、磁强照相打印、热印刷系统等。印、热印刷系统等。传真机、打印机、复传真机、打印机、复印机印机（三）纸的印刷适应性（三）纸的印刷适应性（printability）l1、印刷运行特性、印刷运行特性外观质量外观质量纸页物理强度：有良纸页物理强度：有良好的抗张强度和表面好的抗张强度和表面强度。强度。2、适印质量、适印质量-主要指标主要指标l不透明度不透明度 衡量光学透印的指标。衡量光学透印的指标。l印刷不透明度印刷不透明度-衡量油墨渗透的指衡量油墨渗透的指 标。标。l平滑度平滑度-与印刷着墨程度有关。与印刷着墨程度有关。l光泽度光泽度-与印品印后质量有关。与印品印后质量有关。思考题思考题l纸和纸板的定义纸和纸板的定义l纸和纸板的生产过程纸和纸板的生产过程l纸与纸板有哪些性质？纸与纸板有哪些性质？l印刷方法的分类与特点印刷方法的分类与特点谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH