纸板的制造培训课程课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2024/11/11,1,2024/11/11,1,2024/11/11,1,2024/11/11,1,第六章 纸板的制造,第一节 概 述,纸板的概念：,定量、厚度、用途,ISO,标准标明，纸的定量小于,250g/m,2,的被认为是纸，定量大于,250g/m,2,的可称为纸板。世界也有些地方按厚度、特性和用途来区分纸和纸板。,分类：,包装纸板：箱纸板、牛皮箱纸板、瓦楞纸、白纸板,其它纸板：液体包装纸板、过滤纸板、建筑用纸 板、电气绝缘用纸板等。,2024/11/11,2,发展方向：,轻型化、用再生纸浆制造、外观质量的提高。,第二节 纸板的特点及质量控制,一、纸板结构特点,1,）分层结构：面层、衬层、芯层、底层,层 单一组成的纤维层,2024/11/11,3,2024/11/11,3,2024/11/11,3,2024/11/11,3,面层 指网面的反面（即正面）,挂面层 高质量纤维的面层（常为白色）,底层 在外层（面层或挂面层）和中间层之间的纤维层,背层 挂面层反面的纤维层,2024/11/11,4,常用纸板品种,纸板品种,定量,/g,m,2,典型配比,特殊要求,典型用途,白纸板,200800,面层：原浆,底层：机械浆,中间层：废纸,背层：机械浆和化学浆混合,抗弯性能,印刷性能,层间结合强度,挺度,普通包装纸盒,箱纸板,150300,面层：原浆（牛皮浆）,其余：废纸,抗弯性能,耐破强度,层间结合强度,瓦楞箱纸板外层,挂面纸板,150300,从,100%,原浆至,75%,原浆与,25%,废纸的结合,抗压能力,耐破强度,瓦楞箱纸板外层,食品纸板,200600,100%,原浆（单层或多层）,抗弯性能,印刷性能,层间结合强度,挺度,所有食品特别是,冷冻食品的高质量容器,液体包装纸板,200400,100%,原浆,（表面涂布和,/,或覆以薄片）,抗弯性能,印刷性能,层间结合强度,挺度,各种液体包括,牛奶的容器,2024/11/11,5,2,）根据不同用途要求，各层可使用不同的浆料。,3,）使不同浆料的特点得到充分的发挥。,4,）多层抄造纸板可以高效率、高质量的生产高定量的纸板。,5,）多层抄造纸板可提高纸板的机械强度，采用低定量、多层抄造是纸板成形的发展方向。,二、纸板的质量控制,1,、浆料的选择和配比,既要保证质量，又要做到最经济,从经济核算的观点出发，质量较好的纸浆做面层和背层，低质纸浆抄制中间层，各层选择合适的浆料,化学浆、半化学浆、化学机械浆、磨木浆、废纸浆,2024/11/11,6,2024/11/11,6,2024/11/11,6,2024/11/11,6,2,、浆料的洗涤、净化和筛选,3,、合理打浆,4,、抄造,流送浆速、上网浆浓、除气,层合顺序、水系统控制,5,、加强层间结合,各层打浆度和水分的差别、,细小组分的分布,压榨、,干燥、,增强剂的使用,2024/11/11,7,2024/11/11,7,2024/11/11,7,2024/11/11,7,第三节 纸板生产过程和方法,一、连续式纸板机,1,、多圆网纸板机,2024/11/11,8,2024/11/11,8,2024/11/11,8,2024/11/11,8,2,、超成形纸板机,2024/11/11,9,2024/11/11,9,2024/11/11,9,2024/11/11,9,3,、长网叠网纸板机,2024/11/11,10,2024/11/11,10,2024/11/11,10,2024/11/11,10,4,、压榨 高效，高强度，热压榨,5,、干燥：烘缸数较多,二、间歇式、半连续式纸板机,第七章 纸和纸板的结构及性质,第一节 纸和纸板的结构,一、概述,1,、概念,纸张是由纤维物质复杂地缠绕交织而构成的网络体。,2,、结构特点,（,1,）复杂的结构要素成分,（,2,）结构间的结合力,（,3,）多孔结构,（,4,）三维结构,（,5,）两面性,二、纤维之间的结合理论,氢键结合理论,高分子材料界面的粘结力：化学主价键力（,30kcal/mole,）、氢键结合力,(5 kcal/mole),、范德华力,(2 kcal/mole),、色散力。,纸页干燥、吸水后强度发生巨大变化，并且可以逆转。,Brougton,和,Wang,的实验：用一系列不同极性的液体浸渍纸页，纸页的强度与液体的极性成反比，而与液体的表面张力无关。,氢键结合理论,Brougton,和,Wang,的实验：纸页在水中成型后，分别采用三种方法干燥：正常干燥，冷冻后升华，用有机溶剂取代水后蒸发。发现后两种处理后纸页强度都比较低。,Campbell,的实验：纸分别用水，甲醇，丙醇三种液体浸渍，强度降低依次减小。,Nissan,的实验：将纤维表面乙酰化，随着乙酰化程度的增加，纸页强度降低。,部分溶出理论,在溶液中纤维表面高分子链段部分溶解，在接触区域相互扩散，在溶剂脱除后粘结在一起。,植物纤维表面在水中部分溶解，但不溶于丙酮或非极性溶剂，所以在水中能形成强度好的纸页，在丙酮和非极性溶剂中不能形成强度良好的纸张。,醋酸纤维正好相反。,纸页的固化机理,纤维在纸机上沉积成纸页后，随着水分的脱除，在表面张力的作用下，纤维之间的距离越来越小，表面张力在纤维之间产生的压强越来越大，当纤维表面的羟基距离小到,2.5-3.5A0,以内时，纤维表面羟基中的氧原子与相邻纤维中的氢原子形成氢键结合，使纤维之间相互结合，从而使纸张具有一定的强度。,纤维有效结合面积、结合键密度、纤维交织次数、纸页单位体积结合键数量对纸张的各种性能有直接的影响。,纤维尺寸、几何形状对纤维结合的影响。,纤维可塑性及润涨性对纤维结合的影响。,半纤维素对纤维结合的影响,半纤维素使纤维细胞壁的可塑性更好，纤维表面的结合更为良好。,半纤维素分子由于分子量低，分子链段更为柔顺，使得半纤维素和纤维素通过羟基形成氢键结合更为容易。,Aiken,实验：在破布浆中添加木糖可显著增加纸张强度，而添加乙酰化的木糖显著降低纸张强度。,针叶木的半纤维素对于纤维结合的贡献比阔叶木大。,Klinstedt,发现纸张强度与碱溶半纤维素含量更相关，而与戊糖含量关系不大。,半纤维素含量太高也会降低纸张强度。,纤维素对纤维结合的影响,纤维素分子量越大，纤维可以在机械力的作用下充分润涨，细纤维化，增加纤维之间的结合面积和结合强度，从而制造出强度更高的纸张。,木素对纤维结合的影响,木素分子阻碍水进入纤维细胞壁，限制了纤维的润涨和塑化。,木素分子阻碍纤维素之间氢键的形成。,木素分子使纤维更加挺硬，纤维之间的交织结合减弱。,水是植物纤维结合的关键,水使纤维润涨和塑化。,水的表面张力可以使纸张在干燥过程中纤维结合得更为紧密。,水是氢键形成的介质，并且可以破坏纤维之间的氢键。,三、纸张结构性能,1,、两面差,（,1,）纤维几何特征差异造成的两面差,大纤维未沉积或少量沉积之前，细小纤维从成型网穿过。,大、小纤维沉积速度的差异。,在成型后由于真空箱或案棍的作用。,（,2,）染色后两面差,（,3,）填料引起的两面差,2,、纵横差,纤维在成纸过程中，纤维的排列呈一定的方向性，造成纸张强度、吸水膨胀、断裂伸长率也呈一定的方向性。,主要是由于浆速和网速的差异造成。,园网纸机的纵横差大于长网纸机,长网纸机纸张网面纵横差大于毯面,判断纵横向的几种方法：,肉眼判断,改变纸的水分，纸张的变形,抗张强度差异,耐破破坏裂缝方向,挺度差异,3,、纸的竖向（,Z,向）,纸张竖向结构特点,影响纸张竖向强度的因素,竖向性质对纸张性能的影响,4,、匀度：纤维在纸张中分布的均匀性,影响的主要因素包括：流送介质的流体力学状态、流送介质的物化特性、纤维的物化特性,纤维的分散因子：相当于纤维长度的球体所含纤维的根数。,5,、定量：单位面积纸张的重量,吸湿性对纸张定量的影响。,定量波动主要受匀度和浆料流送设备稳定性影响。,定量波动对纸张性能的重要影响：,价格,强度,厚度,电学性能,光学性能,平滑度、摩擦因数、表面强度、表面导电率、表面液体吸收性、水分含量、尘埃度、耐久性、吸湿润涨性。,6,、紧度（松厚度）、多孔性和透气性,紧度是指单位体积的纸张重量。,影响紧度的主要因素：,纤维的物化特性,流送介质的物化特性,纤维的打浆处理,网部脱水成型工艺,压榨,压光,纸张的其它组分,紧度对纸张的抗张强度、耐破度、撕裂度、透气性、多孔性、吸油墨性、不透明度、电性能、形稳性、模量、脆性等有显著影响。,多孔性表示纸张的孔隙率和孔径分布。,孔隙有三种形式：,ture pores,recess,voids,孔隙率,=1-,纸张的相对密度,/,纤维的相对密度,孔径分布通过汞法、氮法测定。,透气度是指纸张在一定压力作用下，单位面积单位时间透气的多少。,影响透气性的主要因素包括纸张的紧度，纤维的几何形状，纸张的三维结构,7,、平滑度,平滑度表示纸张表面轮廓的粗燥程度。,平滑度影响纸张的手感、书写的流利性、印刷 质量。,影响平滑度的主要因素有纤维的种类、打浆、网案摇振、网目、压榨、压光、填料、表面施胶、涂布等。,8,、尺寸稳定性,尺寸稳定性是指纸张水分变化引起纸张尺寸的变化。,影响纸张尺寸稳定性的主要因素：纤维的吸水性、纤维之间的结合、纤维吸水变形、纸张内部应力等。,1,、抗张强度、零距抗张强度,抗张强度指纸张抵抗张力的强度。,零距抗张强度夹试样的两夹具之间的距离为零时测得的抗张强度。,影响纤维抗张强度的主要因素有：纤维强度、纤维之间结合强度、纤维的长度。,1/,抗张强度,=1/,纤维强度,+1/,结合强度,交织因子：单根纤维交织的几率,零距抗张强度主要与纤维本身的强度有关，纸张的实际抗张强度很少超过零距抗张强度的,75%,。,未漂硫酸盐浆：,14000m,未漂亚硫酸浆：,7700m,未漂碱法浆：,4600m,湿纸页抗张强度,三、纸张强度性能,2,、撕裂强度,撕裂强度指用反向平行的撕力施加在与其垂直的纸面上，持续地撕开一个裂口，所需的最低作用力。,影响撕裂强度的主要因素：,参与撕裂过程纤维的数量：与材料的柔韧性和纤维的长度有关,纤维的交织次数：与纤维的长径比有关,纤维之间的结合力,3,、耐破度,耐破度通过一个橡胶鼓膜作用在纸张上，用夹盘将纸张圆形面积的周边紧压住，逐渐增加液压，当扩张力超过纸张的最大伸长度时纸张被顶破时压力表的读数。,可以将耐破度测试看作是纸张所有方向同步测试抗张强度。,4,、环压强度,影响环压强度的主要因素：纤维的模量，纤维之间的结合力。,5,、耐折度,耐折度指在一定张力作用下，纸张可折叠次数。,折叠过程使纤维的结合逐渐松弛，从而降低其抗张强度，当降低到固定张力时，纸张被拉断。,因此影响耐折度的主要因素有：纤维的长度，纸张的模量，纤维的结合力。,6,、柔软度、挺度、可压缩性,挺度指抵抗沿厚度方向受力变形的能力。柔软度与挺度成反比。,影响柔软度的主要因素包括纤维的模量、纤维的几何特征、纤维的结合力、纸张的密度等。,7,、表面强度,最常用的表面强度是印刷纸张的抗拉毛强度，是指防止纤维、小纤维束、涂料粒子从纸张表面脱离的性能。,未加工的纸张的表面强度主要决定与纤维之间的结合力。,液体吸收性能和水汽穿透性,几乎所有的纸产品都在一定程度与液体相接触，因此纸张抗液体渗透或者吸收液体的能力是纸张的重要性能。,液体吸收性能主要影响因素：液体对纤维表面的润湿特性、多孔性,液体吸收性能测定：测定纸张吸收一定容积液体的时间、一定时间周期内吸收液体的容积、测定液体渗