造纸原理与工程绪论

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,*,Paper making Principles and Engineering,E-mail:TL-,造纸原理与工程,1,第一篇纸料制备,纸料的流体和造纸湿部化学特性,磨浆,非纤维添加物质的应用,第二篇纸和纸板抄造,供浆系统和白水系统,纸的抄造,纸板的制造,纸和纸板的结构及性质,课程介绍,2,课程的基本要求,掌握基本概念,掌握基本原理与工艺,了解生产方法、工艺及设备的发展,了解实际生产,3,教学要求与安排,总学时数：64学时,成绩评定：平时成绩（出勤、作业、小测验）20，期末考试80,学习方法：预习、听课、复习、做作业；课堂讨论，答疑；,4,教材与参考书,卢谦和.造纸原理与工程（第二版）.中国轻工业出版社，2006,隆言泉.造纸原理与工程.中国轻工业出版社1994,纪培红，鞠成民.造纸工艺与技术.化学工业出版社，2005,曹邦威.最新纸机抄造工艺.中国轻工业出版社，1999,5,参考书,李策.纸张生产实用技术.中国轻工业出版社，1998,梁实梅，张静娴.造纸技术问答.中国轻工业出版社，1993,沈一丁.造纸化学品的制备和作用机理.中国轻工业出版社，1999,何北海，卢谦和.纸料流送与纸页的成形.华南理工大学,6,参考书,Pulp and paper chemistry and chemical technology,James P.第三版,期刊杂志,Appita,Holzforschung,wood chem.technol.Pulp and paper Canada,JPPS,中国造纸,中国造纸学报,纸和造纸,中华纸业,林产化学与工业等。,7,纸的概念、组成、生产方法,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,纸和的分类及用途,纸和纸板的性能指标,纸与印刷,绪 论,主要介绍的内容,8,绪论,纸是什么,？,（一）纸是一种特殊的材料。,纸是由纤维和其他固体颗粒物质交织结合而成的多孔性网状结构薄型材料。,9,（二）纸是由植物纤维为主体的纤维物质构成的。,辅料,：胶料、填料、染料等各种助剂。,加工方法：手工、机械（各种造纸机）,厚薄均匀,：纤维，辅料分布均匀（纸质量核心,）,10,（三）纸的生产过程,打 浆,添 料,净化、筛选,上网、抄造,11,一、造纸工业在国民经济中的地位,与国民经济发展和人类文明建设相关的重要,基础原材料,。,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。,造纸工业是,“朝阳工业,”,。绿色环保材料,国际上认为是,六大支柱产业之一,。,12,二、国内外造纸工业的 现状和发展,现状和发展,1、产量大幅提高,1979年全国纸和纸板产量430万吨,1990年全国纸和纸板产量1800万吨,2000年全国纸和纸板产量3000万吨,2003年全国纸和纸板产量4300万吨，人均消费37 公斤,2004年全国纸和纸板产量4950万吨，人均消费42公斤,13,2、技术装备的现代化,3、品种增加和产品高档化,存在问题,1、原料结构不合理，木浆比例低,2、产品结构不合理,3、水资源消耗大，污染严重,14,我国吨浆纸的综合能耗为1.551.7t标准煤，世界先进水平为085t；我国,浆纸,综合水耗约,100m,3,，其中吨纸水耗50m,3,，而世界先进水平吨浆纸综合水耗为35m,3,，吨纸水耗10m,3,。,我国造纸行业总排水量仅次于化工与钢铁,位居工业部门排放量的第3位,而COD排放量则占全国工业排放量的三分之一。水污染治理成为关注的热点,是造纸企业生存与发展的关键。,15,三、纸和纸板的分类及用途,纸和纸板的区别,：,以200,-250(g/m,2,)的定量为一分界线，定量小于200,-250(g/m,2,)的称为纸或厚度在500微米以下的。,大于200,-250(g/m,2,)的称为纸板。,16,纸的分类,P4,文化用纸,包装用纸,技术用纸,生活、装饰用纸,纸板的分类,包装用纸板,技术用纸板,建筑用纸板,印刷用纸板,17,四、原纸尺寸和幅面尺寸,卷筒纸原纸宽度：1575mm,1092mm,880mm,787mm。,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,18,纸的幅面尺寸,：,国家标准GB148-59规定：,幅面尺寸分为A、B、C三组。,A:841x 1189 mm,B:1000 x 1414 mm,C:764 x 1064 mm,国际上通用ISO标准：A,0,A,6,。,A,0,全开本，A,6,64开本。,19,五、纸和纸板的性能指标,外观质量,物理性能,光学性能,印刷适性,电气性能,20,（一）外观质量,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、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病。每种纸和纸板都有它一定的外观要求。,21,产生尘埃的原因,：,原料带入 自制浆净化,商品浆外包装,副料,操作过程：人为因素,车间环境：卫生，清洁程度,22,外观纸病产生的原因,针眼、填料颗粒太大，湿纸经抽真空产生,孔洞、大的浆疙瘩,破洞、大的浆疙瘩,透明点、胶粒太大,半透明点、胶粒太大或气泡,与设备、操作、环境、原料等有关,23,（二）物理性质,定量,：每平方米纸或纸板的重量，单位为g/m,2,。,向低定量方向发展：印刷品重量减轻，节约原料。,厚度,：纸样在两测量板之间、在一定压力下直接测量出来的厚度（mm）。,纵横向,：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。,纵横差问题：夹网,长网,圆网，机械强度，变形性,正反面,：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。,正反差问题：夹网,长网,圆网，平滑度，施胶度，色泽,24,紧度,（或松厚度）：紧度指：每立方厘米纸或纸板的重量，单位为g/cm,3,。,松厚度,：为紧度的倒数，即每克纸或纸板所有的体积，单位为cm,3,/g。轻型纸、圣经纸。,透气度,：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100ml空气所需的时间，ml/min或s/100ml。,（二）物理性质,25,平滑度,：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需的时间，s。,机械强度性质,(1)抗张强度,纸或纸板所能承受的最大拉力，kN/m。,(2)裂断长,由于纸或纸板因本身重量而断裂时的长度，m或km。,（二）物理性质,26,（二）物理性质,(3)伸长率,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。,(4)耐破度,单位面积的纸或纸板所能承受最大的压力，kPa。,27,（二）物理强度,(5)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。,(6)撕裂度：裂断预先有切口的试样至一定长度所需的力，mN。,(7)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压，直到试样被压溃为止，这时试样所能承受最大的力kN/m。,适用于测量厚度小于1mm的包装箱纸板的边缘强度。,28,白度：白纸或纸板的洁白程度。,肉眼所见,亮度：,表示纸或纸板表面对457nm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样光照射下的反射度之比，%仪器测定ISO标准,光泽度：仪器测定,纸或纸板表面镜面反射的一种性质，它能反映出印刷品光泽和光彩上的质量。%,（三）光学性能,29,（三）光学性能,透明度：仪器测定、ISO标准,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。,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反射能力之比率。,30,（四）印刷性能,印刷性能是纸张在印刷过程中的综合反映。,平滑度：平滑度对印刷纸尤为重要。,施胶度,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寸的百分率表示。,31,（四）印刷性能,表面强度,纸或纸板的印刷表面拉毛阻力。我国常用IGT印刷性测量器进行拉毛实验。,挺度,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。,32,(五)电气性质,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。,33,六、纸与印刷,（一）造纸与印刷的关系,70%的纸和纸板要经过印刷加工的。,造纸产品中60为包装用纸（其中部分也需要印刷）,30为文化用纸,包装纸和纸板的产量由1992年的830万吨增加到2002年的2420万吨。,34,（二）印刷方法,分类,：压印式印刷和非压印式印刷。,压印式印刷有,：,1、,凸版印刷,：,25%，普通的书籍,印版中的图文凸出。印刷压力较大。,2、,凹版印刷,：,19%，装饰材料,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。,35,3、,平版印刷：,42%，报纸，胶版印刷，多色套印，彩色图案等。,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，形成印版。,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。,非压印式印刷,：,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。传真机、打印机、复印机,36,（三）纸的印刷适应性,（printability）,1、印刷运行特性,外观质量,纸页物理强度：有良,好的抗张强度和表面,强度。,37,2、适印质量-主要指标,不透明度 衡量光学透印的指标。,印刷不透明度-衡量油墨渗透的指 标。,平滑度-与印刷着墨程度有关。,光泽度-与印品印后质量有关。,38,思考题,纸和纸板的定义,纸和纸板的生产过程,纸与纸板有哪些性质？,印刷方法的分类与特点,39,