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造纸知识问答

1. 现代造纸的原料有哪些?
答:现代造纸的原料有植物纤维(木材、竹、草类等),矿物纤维(石棉、玻璃丝等),其他纤维(尼龙,金属丝等),还有用石油裂解得到的高分子材料。目前用于书写、印刷、包装
的纸仍主要以植物纤维为主要原料制成。

2. 造纸植物纤维原料的种类有哪些?
答:目前造纸工业用植物纤维原料主要可分为两类:木材纤维原料:直接从树木中获得的植物纤维。非木材纤维原料:又分草类纤维原料、韧皮纤维材料和籽毛纤维材料。

3. 纸张常用辅料的组成及作用是什么?
答:辅料是指为满足纸张的不同使用性能而添加到纸张中的各种助剂。辅料由填料、胶料、色料和其他化学助剂组成。填料能改进纸张的平滑度和不透明度;胶料能使纸张具有抗水性能;
色料能增加纸张的白度等;染料能给纸张上色;其他化学助剂可改变纸张的性质,以提供纸张某些特殊用途。

4. 胶料的作用是什么?
答:用植物纤维生产的纸张,因纤维本身和纤维间存在大量的毛细孔,而且构成纤维的纤维素、半纤维素含有大量亲水的羟基,所以能吸收水或其他液体。为使纸张不被水或其他液体浸润,
需在纸中加入具有抗液性胶体物质或成膜物质,即胶料,给予纸张抗液体渗透和扩散的性能。在造纸工业中施加胶料的工艺过程称为施胶。

5. 施胶有哪些方法?
答:根据施胶效果的不同,施胶方法分为内部施胶和表面施胶两种。内部施胶是将胶料加入纸浆中,再抄成具有憎液性的纸和纸板。常用胶料有松香胶料和合成胶料。表面施胶是在纸张表面涂上一层薄的胶料,从而使纸张具有憎液性能。常用胶料有淀粉、动物胶、及合成胶料等。表面施胶主要用于胶版纸、书写纸和有憎液性要求的包装纸和纸板。

6. 表面施胶对印刷纸性能的影响有哪些?
答:①增加纸张的抗水能力及表面强度,可减少胶印中纸张的掉毛现象;②改进印刷适性,若表面胶料太少,印刷中纸张将吸收油墨中过多的连结料,造成印迹无光泽。相反,若表面胶料太多,将减慢油墨的干燥速率,导致蹭脏和光亮污点;③增加纸张的可擦性,表面施胶可减少油墨的渗透,因而易于把油墨擦掉,增加了纸面的抗磨擦能力;④增加纸张的强度,如耐破度、耐折度和抗张强度;⑤减少纸张的两面差和变形。

7. 填料的作用是什么?
答:填料是为了使纸张获得特定性能,如白度、不透明度、平滑度等,同时,填料的加入使纸张内部空隙变小变细,从而增加纸张的油墨吸收性,并且使得吸墨性变匀。通常加入浆料中的不溶于水或微溶于水的矿物质,在印刷纸中含量约为10%-25%,不同的纸张添加量不同,并且可能相差很大。
 
8. 印刷用纸填料应具有哪些特性?
答:印刷用纸的填料应具有高白度、高折射率、颗粒细小、水溶能力低、较低的密度及良好的化学稳定性,另外,最好资源丰富,价格低廉。

9. 印刷用纸的常用填料有哪些?
答:最常用的无机填料有滑石粉、白土、钛白粉和碳酸钙。其中钛白粉是昂贵优质的填料;有机合成填料为一些高分子物质。

11. 什么是纸张的不透明度?
答:不透明度是指纸张不透光的性质,纸张的不透明度取决于纸张的光散射能力、纸张内部光散射界面的多少(即内部独立粒子的数量)和散射界面折射率差异的大小。光散射界面越多,散射界面间折射率差异越大,则纸张的光散射能力越大,不透明度越高。

12. 填料如何影响纸张的不透明度?
答:没有加填料的纸张是由纤维和空气组成。空气存在于纤维间的孔隙中,由于纤维与空气的折射率不同,因此当光束照射到纸张表面时,即有部分光在纤维与空气界面上发生散射,赋予纸张一定(较低)的不透明度,反映到印刷中,主要表现为极易透印。在纸张中加入折射率大于纤维素的填料后,增加了纸张内部光散射界面的数量,即存在纤维与空气间、填料与纤维间以及填料与空气间三类不同的界面,在这三种界面中,填料与空气间折射率的差值较大。因此光线在填料与空气界面上得到最大散射,导致不透明度增加。

13. 填料如何改善纸张表面平滑度?
答:纤维相互交织而形成的网络总是存在大量的孔隙和表面凹凸不平处,加入细小颗粒填料后能改进纸张的柔软性和可塑性,能进行更好压光处理,从而可改进压光后纸张的平滑度。

14. 填料对纸张强度的影响如何?
答:纤维间的结合是纸张强度的基础,填料的加入减少了纤维间的结合,所以加入大量填料会使纸张强度显著下降。其中抗张强度、耐折度和耐破度下降较大,撕裂度下降较小,使用填料的用量有一定限制。

15.填料如何影响纸张的松厚度?
答:纸张纤维的密度为1g/cm3左右,而填料的密度大多在2.5-3.0g/cm3。因此填料的加入将会降低纸张的松厚度。但当加入的填料量较少时,松厚度随填料量增加而增加,短纤维的纸张尤为明显。

16.填料如何影响纸张的挺度?
答:纸张的挺度是纸张厚度和弹性模量的函数。填料对挺度的影响应将填料对松厚度和抗张强度的影响综合起来考虑。当加填料量小时,填料的加入基本不影响纸张的挺度,当加填料量再增加时,挺度则随填料量增加而显著减小。

17.色料在纸张中的作用是什么?
答:即使是经过漂白处理的纸浆纤维也是略呈黄色或灰白,这是由于纸浆纤维中所含木素倾向于吸收波长在400-500nm的紫色和蓝色光所致,纸浆中木素含量愈多,其色泽也就愈深。因此要使纸张具有更高的白度,常在漂白浆中加入蓝紫色或红蓝色染料。生产有色纸还必须进行染色处理。

18.色料的成分有哪些?
答:色料是用于纸张染色和调色的颜料和染料。颜料大多是无机物,多数不溶于水;染料有天然染料和合成染料之分,目前合成染料已完全取代天然染料,染料大部分能溶于水,或经化学处理后能溶于水。

19.纸张辅料中的其他化学助剂及作用? 
答:为适应纸张某些特殊用途的需要,常在纸浆或纸中掺用各种类型的非纤维性添加剂。按其用途划分,大致可分为如下几类: ①湿强剂。湿强剂是为增加纸页的湿强度而加入的助剂,如脲醛树脂和酚醛树脂等。②干强剂。如阳离子淀粉,聚丙烯酰胺等。③助留剂。为减少造纸过程中填料和细小纤维的流失而加入的助剂,如聚丙烯胺、聚氧化乙烯和聚乙烯亚胺等。④消泡剂。用于消除造纸过程中的泡沫。如硅油、松节油、十三醇、磷酸三丁酯、戊醇和辛醇等。⑤抗水剂。主要用于对抗水能力有较高要求的纸中。如石蜡、金属皂、乙二醛、三聚氰胺甲醒树脂和丙烯酸二甲胺基乙脂等。

20. 纸张如何进行简单分类?
答:纸张通常依用途可以分为文化用纸、工业用纸、生活用纸和特殊用纸,其中文化用纸可以简单地分为非涂布纸和涂布纸。未经涂布加工的纸张称之为非涂布纸,如新闻纸、胶版纸、静电复印纸和书写纸等;经涂布加工的纸张称之为涂布纸,如铜版纸、挂历纸、亚光纸、玻璃卡纸等。

21.造纸的工艺流程是什么?
答:造纸的工艺流程由如下几个主要环节组成: 
制浆段:原料选择→蒸煮分离纤维→洗涤→漂白→洗涤筛选→浓缩或抄成浆片→储存备用
抄纸段:散浆→除杂质→精浆→打浆→配制各种添加剂→纸料的混合→纸料的流送→流浆箱→网部→压榨部→干燥部→表面施胶→干燥→压光→卷取成纸
涂布段:涂布原纸→涂布机涂布→干燥→卷取→再卷→超级压光
加工段:复卷→裁切平板(或卷筒)→分选包装→入库结束

22.什么是制浆?
答:制浆是指利用化学方法或机械方法或两者结合的方法,使植物纤维解成本色浆或漂浆的生产过程。

23.什么是化学法制浆? 
答:化学法制浆是利用化学药品的水溶液在一定温度和压力下处理植物纤维原料,将原料中的木素和非纤维碳水化合物以及油脂、树脂等溶出,并尽可能地保留纤维素和不同程度地保留半纤维素,使原料纤维彼此分离成浆。化学法中最有代表性的制浆法有硫酸盐法和亚硫酸盐法两种。

24.什么是机械法制浆?
答:机械法制浆是利用机械方法对纤维原料进行处理,使纤维离解。以木材为原料的叫机械木浆。造纸工业应用的主要是机械木浆,也称磨木浆。机械浆保留了原料中的大量木素,浆得率高于化学浆。

25.漂白纸浆的目的是什么?
答:经化学法和机械法等制得的纸浆,叫做本色浆,本色浆都有一定的颜色(一般为黄色或褐色)。为满足纸张的使用要求,必须对纸浆进行漂白处理,使纸张具有较高的白度。漂白就是用适当的漂白剂通过氧化,还原或分解等反应,使纸浆中残留的木素溶出,或在保留木素的情况下使有色物质褪色。

26.常用漂白纸张浆的方法有哪些?
答:常用的漂白纸浆方法有两种:一种是氧化漂白法,利用氧化漂白剂,破坏木素的结构,使其溶解,达到提高纸浆纯度、白度的目的。此类漂白剂有Cl2、Clo2和次氯酸盐等。目前仍以氧化性漂白为主要的漂白方法。氧化性漂白剂因是含氯漂白,污染严重,将逐渐被含氧漂白方法所取代。另一种是还原漂白法,利用还原性漂白剂使发色基团改变结构,使其脱色。由于不会造成纤维组分的损失,并可保持原浆料的特性,因此特别适用于磨木浆,化学机械浆等高出浆率浆的漂白。此类漂白剂有连二亚硫酸锌、连三亚硫酸钠、过氧化氢和过氧化钠等。还原漂白剂漂白的纸浆成纸白度稳定性差,在空气中长时间光照后又会恢复原来的颜色。当然,在漂白实践中用一种方法不能将浆料漂到较高白度,往往采是多种漂白方法并用,即所谓的多段漂白,如三段漂、五段漂等,以便使浆料漂白到符合使用要求的白度。

27.为什么要打浆?
答:经过蒸煮或机械磨解、洗涤、筛选和漂白以后的纸浆,还不能直接用来抄纸。因为纸浆中的纤维缺乏必要的柔曲性,纤维与纤维间的连接性能欠佳,如果用它抄纸,纸张会疏松、多孔、
表面粗糙、强度低,不能满足使用的要求。打浆就是利用机械方法处理纸浆中的纤维,使其帚化和适度切断,更重要的是纤维在打浆时吸水润胀,使之具有较高的弹性和塑性,满足造纸机生产的要求,以使生产的纸张能达到预期的质量指标。

28. 纸页抄造的方法有哪些?
答:纸页抄造的方法可以分为干法和湿法两大类,其主要区别在于:干法造纸以空气为介质,主要用于合成纤维抄造不织布、尿片等;湿法造纸以水为介质,适用于植物纤维抄纸。目前绝大多数的纸张都是湿法抄造的。

29.湿法造纸机有哪些?
答:湿法造纸机按纸页成型部分的结构分为长网造纸机、圆网造纸机和夹网造纸机三大类。长网和圆网造纸机在纸页成型时都是采用单面脱水,因而会造成纸页的两面差;而夹网造纸机采用喷浆双面同时脱水,有效地减少或消除了纸页的两面差,可提高成纸的匀度。

30.纸页的抄造过程是怎样的?
答:下面以目前应用最为先进的夹网造纸为例,介绍纸页的抄造过程:造纸机由湿部和干部两部分组成,湿部包括流浆箱、网部和压榨部;干部包括干燥部、压光部和卷纸机。由净化系统送来的纸料悬浮液,通过流浆箱以均匀、稳定的出浆速度喷到两张网中间(一般以45度角或90度角喷射),通过两张网双面脱去大部分水成型后,送到先进的靴式压榨机进行压榨脱水,并改善纸页性能,增加纸页的紧度和表面平滑度。纸页通过压榨机械脱水后,被送到干燥部利用热能进一步脱水,以达到成纸含水量的要求。胶版纸在干燥部还要进行表面施胶处理,以提高纸张的表面强度等性质,适应高速印刷的要求。从干燥部出来的纸页,表面还很粗糙,不能适应印刷和书写的要求。为了提高纸张的平滑度,调整纸张的厚薄,纸页还必须经过一道或几道金属压辊进行压光处理(通常为一正一反两道压光)。经过压光后的纸就可以分切成平板纸或用复卷机卷成卷筒纸。

31、为什么要进行纸面涂布加工处理?
答:经过压光后,纸面纤维已不再是松散排列,而是具有一定的紧度,但表面的平滑度仍不能满足高档精细印刷的要求。非涂布纸表面均匀性差,印刷后的墨色不匀,光泽度低,不能使细小的网点还原,造成层次丢失,图像实地部分均匀性下降,影响印刷复制效果,因此精细印刷用纸必须进行纸面涂布加工处理,进一步改善纸张表面性能。

32、纸页涂布加工的目的是什么?
答:纸页涂布加工的目的是在由纤维形成的凹凸不平和有较大孔隙的普通纸的表面上,覆盖一层由细微粒子组成的对油墨有良好吸收性的涂料,以便得到具有良好的均匀性和平滑度的纸面。
通过涂布还可以提高纸张的光泽度,改善纸张的稳定性和不透明度,这些特性均随着涂布量的增加而增加。

33、印刷涂布纸的种类有哪些?
答:印刷涂料一般可以分为普通涂布纸和特殊涂布纸两大类。普通涂布纸是采用普通涂布方式把涂料涂布于原纸表面,经干燥后再进行压光处理,最后裁切或复卷成平板纸或卷筒纸,如铜版纸、亚光纸、轻量涂布纸等;特殊涂布纸是指采用特殊涂料或特殊的加工方式制成的印刷涂布纸,如铸涂纸(玻璃卡纸)、压花纸和无光涂布纸等。

34、印刷涂布纸的生产流程?
答:印刷涂布纸的生产工艺流程如下:原纸的选择→涂料制备→涂布机涂布→干燥→压光或表面整理→分切或复卷。

35、涂布工艺如何分类?
答:涂布作业按涂布机与造纸机的关系分为机内式和机外式,按涂布次数分为单层涂布和双层涂布,机内式涂布是在造纸机上装有涂布机,使造纸与涂布连续进行,双层涂布的纸张比单层涂布的纸张具有更好的印刷适性,能提高涂布纸的质量。用于涂布作业的涂布机主要有辊式涂布机、气刀涂布机和刮刀涂布机三种。

36、涂布纸的干燥方式有哪些?
答:涂料涂布在原纸表面后,不能像非涂布纸那样直接用烘缸进行干燥,因涂层还片于湿润状态,直接接触干燥会使涂料粘到烘缸表面。一般应采用红外线干燥或热风干燥,或采用这些干燥方式干燥到一定干度后,再用烘缸进行接触干燥。

37、涂布纸表面压光作用是什么?
答:涂布加工后的原纸表面还存在大量细微的凹凸不平的地方,不能满足印刷所要求的平滑度,同时也不具有光泽度。因此必须进行表面压光处理,最常用的压光方法为超级压光。超级压光机由多个金属辊和纸粕辊组成,纸张在辊与辊之间通过时受压力和磨擦力作用而产生光泽。无光涂布纸则不需要进行超级压光,或只进行轻微的压光。

38、涂布纸对原纸有何要求?
答:原纸的质量对涂布纸有着极重要的影响、控制不好会影响涂布纸的性能。从原纸纸浆上讲,铜版原纸多采用硫酸盐木浆,其中70%为阔叶木浆,其余用针叶木浆。对于低定量、高质量铜版原纸,针叶木桨的配入量要相应高些。在强度方面,铜版原纸要具备较高的抗张强度和表面强度,除改变纸浆的成分外,还应采用提高打浆度和进行表面施胶等措施,改善原纸强度。在表面性能上,原纸不能太粗糙,也不能过于平滑。另外,原纸的吸收性要适中。

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