制浆造纸工艺概述
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原料→备料→装锅→蒸煮→放锅→洗涤→筛 选→漂白→纸浆(漂白浆)
15
化学法制浆工艺
❖ 蒸煮过程:主要是脱木素的过程。 ⑴ 蒸煮温度:155~165℃ ⑵ 蒸煮时间:0.7h~1h ⑶ 蒸煮设备:连续式横管蒸煮器
16
蒸煮条件的确定
• 在100°C以前,蒸煮液浓度有所下降,但木素基本没有 溶出,此阶段碱液向原料内部浸透,主要溶解的物质是原 料的淀粉、果胶、脂肪、树脂及低分子量的半纤维素。
30
打浆和调料
• 打浆设备:
圆盘磨浆机
31
打浆
32
33
施胶
-施胶 通过向纸浆冲加入耐水性胶料或在纸幅表面涂胶,使纸 张获得抗拒液体扩散和渗透的能力。
-施胶的作用 • 施胶的目的是改变纤维表面能,以控制水性液体向纸内
渗透。纸张施胶通常是出于以下目的: (1)最终使用的要求。如液体包装、胶版印刷、潮湿食品包
7
制浆方法
料片
制浆
化学法 机械法 化学机械法 生物法
纸浆
8
化学法制浆
化学法制浆 原理:
用化学药液蒸煮料片,在高温下化学药剂 与料片中的木素反应生成水溶物,使纤维 分离分散成为浆料。
9
化学法制浆
• 通常采用的化学试剂为:
化学药剂
石灰法:Ca(OH)2 烧碱法:NaOH 硫酸盐法:NaOH+Na2S 亚硫酸盐法:SO32-
40
长网造纸机
网部:初步脱水形成厚薄均匀的湿纸幅
41
长网造纸机
网部对纸页质量的影响: ⑴ 决定纸张的定量与厚度 ⑵ 纸页的方向性:
纵向(MD)和横向(CD):MD纸机运行的方
向(原因:浆流速度低于网速,使较多的纤维 长度沿成型网运行方向排列) ⑶ 纸页的正反面:反面--贴近网面的一边细小 纤维和填料通过网孔流失较多,成纸后表面相 对粗糙。正面—平滑和光洁的
3
制浆
❖什么是制浆? 将造纸原料分散为单根纤维的过程叫制浆, 获得的产品称为纸浆。
制浆目的:
溶出原料中的木素,使原
料分离成单根的纤维,增 加纤维的比表面积(单位 重量纤维的表面积)。
4
制浆
制浆的要制求浆的:要求:
在纤维尽量不受或少受损失的前提下,消耗较少的动力, 将植物纤维分离成单体纤维,使浆料具备一定的比表面积 和交织性能,为纤维之间的重新结合创造条件。
36
化学助剂
• 染料:
• 碱性染料:碱性品兰、碱性品紫、玫瑰红、亮绿等。 • 酸性染料:酸性皂黄、酸性煮红、酸性绿等。 • 直接染料:直接品蓝、直接黄、直接大红等。
• 湿强剂、干 强剂、助留剂。 • 荧光增白剂。
37
造纸机
• 造纸机主要有 长网造纸机
圆网造纸机 夹网造纸机
长网造纸机
夹网造纸机
38
纸浆变白 特点:漂白剂不起脱木素作用,只能脱色,稳定性差,
易产生“返黄”现象。 漂白剂:Zn2S2O4、 硼氢化钠等,但还原漂剂价格高
22
生物法制浆
• 以微生物或其制品(酶)对木片进行预处理,然后用机械 法或化学机械法制浆。
• 生物处理的目的:有选择性地分解(降解)原料中的木 素,尽可能减少碳水化合物的损失。从而降低磨浆能耗, 减轻废水污染,提高纸浆强度。
是必要的。这样,液体分子与纸页表面接 触时将遇到疏水的施胶剂分子,而不是亲 水的纤维素和半纤维素分子。
35
加填
加填 向纸浆中加入适当的无机填料,以改善纸页的光学性能 (不透明)、印刷性能(表面光滑、均匀、吸墨性好),降低 成本,加入量在2—40%。
常用的填料: • 滑石粉(成分:MgO 30.6%, SiO2 62%, 白度96.8% • 瓷土(成分:Al2O3 39%, SiO2 45%,白度82%) • CaCO3 TiO2 BaSO4
制浆造纸工艺概述
杜蒙海达纸业
1
制浆造纸
制 浆
造 纸
植物
纸浆
纸
2
造纸用植物纤维原料
• 木材纤维原料:红松、落叶松、杨木、桦木等。
• 草类纤维原料:龙须草、芦苇、麦草、稻草等。 • 韧皮纤维原料:桑皮、构皮、檀皮等。 • 棉麻纤维原料:棉花、大麻、亚麻、黄麻等。
我公司使用草类纤维原料中的芦苇作为主要原 料来生产纸张。
Biblioteka Baidu制浆的基本过程
备料 制浆
洗涤
筛选
纸浆
漂白
5
制浆
❖备料:制浆前把粗长的芦苇切成小段的料 片并去除杂质的操作。
❖备料的基本过程: • 1 .原料的贮存 • 2.原料的处理 • 3.处理后料片的输送和贮存
6
备料
原料场的基本要求 防火与安全:防止自燃、雷击、人为事故等 排水:保证排水沟畅通;注意垛基构造 通风:通风道、垛间距离、垛的长度方向 运输:原料特点、运输设备 照明:照明灯塔、埋设电缆 注意:堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距
19
化学法制浆工艺
❖ 碱回收 利用加热、蒸发和燃烧有机物的方 法将废液中的无机物如Na2S和 Na2CO3进行苛化(即加入 Ca(OH)2),最终废液中生成 NaOH,重新送入蒸煮工段使用。
• 减少了造纸废液对环境的污染 • 循环利用化学药剂 • 回收利用废液中的木素
20
化学法制浆工艺
❖漂白:除去浆中的残留木素或者改变木素发 色基团的以提高纸浆的白度
12
化学法制浆中纤维素的分解
1、碳水化合物的降解反应: 剥皮反应,100°C以上 开始;碱性水解, 150°C以上开始
13
化学法制浆
化学浆的特点:
☺ 这种方法制得的纸浆大致保留了纤维的天
然长度,去除了大部分木素,能用来生产 强度高、柔软的高档纸;
缺点:得率低,污染大。
14
化学法制浆工艺
化学药液 ↓
17
化学法制浆工艺
洗涤与筛选
⑴ 通过挤压、过滤等作用将废液从 纸浆当中分离出来
其中:
黑液:碱法制浆的废液 红液:酸法制浆的废液
• 洗涤: ⑵ 洗涤设备:常用真空洗浆机、压
力洗浆机 ⑶ 洗涤方式: 多段逆流洗涤
18
化学法制浆工艺
• 筛选: ⑴ 将纸浆中的杂
质分离去除的过 程。
⑵ 筛选设备:振 动筛、离心筛、 锥形除渣器
• 初始脱木素阶段:100~150°C这一升温阶段,蒸煮液浓 度继续下降,但木素溶出仅26.6%(对原木素)。
• 大量脱木素阶段:150~165°C(最高温度),木素溶出 63.2%(对原木素),此时,木片已分散成浆。
• 残余木素脱除阶段:碱液浓度继续下降,但木素溶出只 有8%(对原木素),这一阶段碳水化合物降解较多。
25
打浆与调料
打浆 利用物理机械方法处理浆料,使纤维经挤压、摩擦、 揉搓、剪切等作用,互相分离成单根纤维
打浆的作用 (1)使细胞壁发生位移和变形 (2)破除初生壁(P)和次生壁的外层(S1) (3)细纤维化(分丝帚化—纤维两端与纤维表面微细
纤维分散蓬松)
26
未经打浆的纤维 经过打浆的纤维 27
长网造纸机
.1799年法国印刷工洛伯特发明了无端网带,1804 年长网造纸机发明,自此机械化造纸替代了手 工捞纸,纸的产量与应用范围逐年增加。
.长网纸机的主要组成: 浆料→流送部→网部→压榨部→干燥部→压光和
卷曲
39
长网造纸机
流浆箱 以稳定的流速、均匀地将浆料迸上网子。确 保形成质量均匀的纸页。
碱法制浆 酸法制浆
10
碱法制浆蒸煮原理
SH-
SH-
OHSH-、OH-等离子和木素发生亲核反应, 使木素大分子的醚键断裂,大分子变成 小分子,并且亲液性的酚羟基增加,木 素的亲液性增强,使木素自木片中溶出。
11
酸法制浆蒸煮原理
SO32-或HSO3-和木素发生亲 核反应,生成木素磺酸,木 素磺酸与溶液中的盐基结合, 生成木素磺酸盐,从木片中 溶解出来。
打浆与调料
• 打浆目的
宏观:增加纤维之间的接触面积,增强纤维间的交织力 微观:游离出更多的羟基,利于分子链间的氢键结合
28
氢键结合
• 水分子结构是一个四面 体。氧原子位于四面体 的中心,两个氢原子和 两个孤电子队占据四面 体的角顶。
• O—H键之间的键角被 压缩到104. 5度。
29
纤维间氢键的形成过程 ----通过水分子形成的水桥连接
圆网造纸机
(1) 构成 由网槽、圆网、毛布、伏辊、压榨、烘缸等
构成 (2) 单圆网造纸机:主要用于生产薄纸 (3) 多圆网造纸机 可用于生产 厚纸板多层
纸板 带水印的纸和纸板
46
47
总结
1、制浆原理及工艺流程。 2、抄纸原理、工艺流程及纸机介绍。
谢谢合作
48
主要采用:白腐菌、漆酶等(研究阶段)
23
造纸
• 造纸就是将制得的纸浆分散开来后获得交 织均匀的薄片。
湿法:纸浆 水
造纸 干法:纸浆 空气
均匀分散,在网上脱介质成纸
泡沫法:纸浆 泡沫
24
造纸
目前以湿法造纸为主,即 水 胶料 填料 水 ↓ ↓ ↓↓
纸浆→打浆→施胶→加填→调浓→纸页成型→压榨→ 干燥→压光→整理→纸或纸板
装、冷冻家禽和农产品装运、可胶粘性、水基油墨的持留 等。 (2)纸机操作。如施胶压榨胶液持留、涂料持留、压光机表 面施胶液持留等。 (3)抵抗偶然性润湿。如办公用纸、谷物或化妆品包装盒、 食品杂货包装袋等。
34
施胶
施胶剂必须能产生疏水性纤维表面 • 施胶剂应能增加纸页的疏水性,分子结
构上应有疏水性基团。 • 施胶剂分子的疏水部分伸出纤维表面也
• 白度:白色或接近白色的纸和纸板表面对蓝 光的反射率相对于蓝光照射氧化镁标准白板 表面时反射率之比,称为白度,以%表示。
未漂浆
漂白浆
21
化学法制浆工艺
• 漂白方法: a.氧化性漂白:利用氧化剂除去浆中残留木素及发色物质 特点:漂白白度高,稳定性好,保持持久,纸和纸板
长期存放不褪色 漂白剂:ClO2 NaClO H2O2 Na2S2O3 b. 还原性漂白:利用化学药剂破坏纸浆中的发色基团,使
42
长网造纸机
• 压榨部:挤压脱水,增加纸页紧度,干度 达25—42%
压榨作用示意图
43
长网造纸机
干燥部:脱除湿纸页中的水分,完成纸 的施胶,使纸干度达到92-95%
作用:提高强度,增加平滑度。
干毯、纸页和烘缸 44
长网造纸机
压光卷取及后整理
提高纸的平滑度、光泽度和厚度均匀性。
压光后的纸页 压光前的纸页 45
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化学法制浆工艺
❖ 蒸煮过程:主要是脱木素的过程。 ⑴ 蒸煮温度:155~165℃ ⑵ 蒸煮时间:0.7h~1h ⑶ 蒸煮设备:连续式横管蒸煮器
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蒸煮条件的确定
• 在100°C以前,蒸煮液浓度有所下降,但木素基本没有 溶出,此阶段碱液向原料内部浸透,主要溶解的物质是原 料的淀粉、果胶、脂肪、树脂及低分子量的半纤维素。
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打浆和调料
• 打浆设备:
圆盘磨浆机
31
打浆
32
33
施胶
-施胶 通过向纸浆冲加入耐水性胶料或在纸幅表面涂胶,使纸 张获得抗拒液体扩散和渗透的能力。
-施胶的作用 • 施胶的目的是改变纤维表面能,以控制水性液体向纸内
渗透。纸张施胶通常是出于以下目的: (1)最终使用的要求。如液体包装、胶版印刷、潮湿食品包
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制浆方法
料片
制浆
化学法 机械法 化学机械法 生物法
纸浆
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化学法制浆
化学法制浆 原理:
用化学药液蒸煮料片,在高温下化学药剂 与料片中的木素反应生成水溶物,使纤维 分离分散成为浆料。
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化学法制浆
• 通常采用的化学试剂为:
化学药剂
石灰法:Ca(OH)2 烧碱法:NaOH 硫酸盐法:NaOH+Na2S 亚硫酸盐法:SO32-
40
长网造纸机
网部:初步脱水形成厚薄均匀的湿纸幅
41
长网造纸机
网部对纸页质量的影响: ⑴ 决定纸张的定量与厚度 ⑵ 纸页的方向性:
纵向(MD)和横向(CD):MD纸机运行的方
向(原因:浆流速度低于网速,使较多的纤维 长度沿成型网运行方向排列) ⑶ 纸页的正反面:反面--贴近网面的一边细小 纤维和填料通过网孔流失较多,成纸后表面相 对粗糙。正面—平滑和光洁的
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制浆
❖什么是制浆? 将造纸原料分散为单根纤维的过程叫制浆, 获得的产品称为纸浆。
制浆目的:
溶出原料中的木素,使原
料分离成单根的纤维,增 加纤维的比表面积(单位 重量纤维的表面积)。
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制浆
制浆的要制求浆的:要求:
在纤维尽量不受或少受损失的前提下,消耗较少的动力, 将植物纤维分离成单体纤维,使浆料具备一定的比表面积 和交织性能,为纤维之间的重新结合创造条件。
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化学助剂
• 染料:
• 碱性染料:碱性品兰、碱性品紫、玫瑰红、亮绿等。 • 酸性染料:酸性皂黄、酸性煮红、酸性绿等。 • 直接染料:直接品蓝、直接黄、直接大红等。
• 湿强剂、干 强剂、助留剂。 • 荧光增白剂。
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造纸机
• 造纸机主要有 长网造纸机
圆网造纸机 夹网造纸机
长网造纸机
夹网造纸机
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纸浆变白 特点:漂白剂不起脱木素作用,只能脱色,稳定性差,
易产生“返黄”现象。 漂白剂:Zn2S2O4、 硼氢化钠等,但还原漂剂价格高
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生物法制浆
• 以微生物或其制品(酶)对木片进行预处理,然后用机械 法或化学机械法制浆。
• 生物处理的目的:有选择性地分解(降解)原料中的木 素,尽可能减少碳水化合物的损失。从而降低磨浆能耗, 减轻废水污染,提高纸浆强度。
是必要的。这样,液体分子与纸页表面接 触时将遇到疏水的施胶剂分子,而不是亲 水的纤维素和半纤维素分子。
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加填
加填 向纸浆中加入适当的无机填料,以改善纸页的光学性能 (不透明)、印刷性能(表面光滑、均匀、吸墨性好),降低 成本,加入量在2—40%。
常用的填料: • 滑石粉(成分:MgO 30.6%, SiO2 62%, 白度96.8% • 瓷土(成分:Al2O3 39%, SiO2 45%,白度82%) • CaCO3 TiO2 BaSO4
制浆造纸工艺概述
杜蒙海达纸业
1
制浆造纸
制 浆
造 纸
植物
纸浆
纸
2
造纸用植物纤维原料
• 木材纤维原料:红松、落叶松、杨木、桦木等。
• 草类纤维原料:龙须草、芦苇、麦草、稻草等。 • 韧皮纤维原料:桑皮、构皮、檀皮等。 • 棉麻纤维原料:棉花、大麻、亚麻、黄麻等。
我公司使用草类纤维原料中的芦苇作为主要原 料来生产纸张。
Biblioteka Baidu制浆的基本过程
备料 制浆
洗涤
筛选
纸浆
漂白
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制浆
❖备料:制浆前把粗长的芦苇切成小段的料 片并去除杂质的操作。
❖备料的基本过程: • 1 .原料的贮存 • 2.原料的处理 • 3.处理后料片的输送和贮存
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备料
原料场的基本要求 防火与安全:防止自燃、雷击、人为事故等 排水:保证排水沟畅通;注意垛基构造 通风:通风道、垛间距离、垛的长度方向 运输:原料特点、运输设备 照明:照明灯塔、埋设电缆 注意:堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距
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化学法制浆工艺
❖ 碱回收 利用加热、蒸发和燃烧有机物的方 法将废液中的无机物如Na2S和 Na2CO3进行苛化(即加入 Ca(OH)2),最终废液中生成 NaOH,重新送入蒸煮工段使用。
• 减少了造纸废液对环境的污染 • 循环利用化学药剂 • 回收利用废液中的木素
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化学法制浆工艺
❖漂白:除去浆中的残留木素或者改变木素发 色基团的以提高纸浆的白度
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化学法制浆中纤维素的分解
1、碳水化合物的降解反应: 剥皮反应,100°C以上 开始;碱性水解, 150°C以上开始
13
化学法制浆
化学浆的特点:
☺ 这种方法制得的纸浆大致保留了纤维的天
然长度,去除了大部分木素,能用来生产 强度高、柔软的高档纸;
缺点:得率低,污染大。
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化学法制浆工艺
化学药液 ↓
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化学法制浆工艺
洗涤与筛选
⑴ 通过挤压、过滤等作用将废液从 纸浆当中分离出来
其中:
黑液:碱法制浆的废液 红液:酸法制浆的废液
• 洗涤: ⑵ 洗涤设备:常用真空洗浆机、压
力洗浆机 ⑶ 洗涤方式: 多段逆流洗涤
18
化学法制浆工艺
• 筛选: ⑴ 将纸浆中的杂
质分离去除的过 程。
⑵ 筛选设备:振 动筛、离心筛、 锥形除渣器
• 初始脱木素阶段:100~150°C这一升温阶段,蒸煮液浓 度继续下降,但木素溶出仅26.6%(对原木素)。
• 大量脱木素阶段:150~165°C(最高温度),木素溶出 63.2%(对原木素),此时,木片已分散成浆。
• 残余木素脱除阶段:碱液浓度继续下降,但木素溶出只 有8%(对原木素),这一阶段碳水化合物降解较多。
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打浆与调料
打浆 利用物理机械方法处理浆料,使纤维经挤压、摩擦、 揉搓、剪切等作用,互相分离成单根纤维
打浆的作用 (1)使细胞壁发生位移和变形 (2)破除初生壁(P)和次生壁的外层(S1) (3)细纤维化(分丝帚化—纤维两端与纤维表面微细
纤维分散蓬松)
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未经打浆的纤维 经过打浆的纤维 27
长网造纸机
.1799年法国印刷工洛伯特发明了无端网带,1804 年长网造纸机发明,自此机械化造纸替代了手 工捞纸,纸的产量与应用范围逐年增加。
.长网纸机的主要组成: 浆料→流送部→网部→压榨部→干燥部→压光和
卷曲
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长网造纸机
流浆箱 以稳定的流速、均匀地将浆料迸上网子。确 保形成质量均匀的纸页。
碱法制浆 酸法制浆
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碱法制浆蒸煮原理
SH-
SH-
OHSH-、OH-等离子和木素发生亲核反应, 使木素大分子的醚键断裂,大分子变成 小分子,并且亲液性的酚羟基增加,木 素的亲液性增强,使木素自木片中溶出。
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酸法制浆蒸煮原理
SO32-或HSO3-和木素发生亲 核反应,生成木素磺酸,木 素磺酸与溶液中的盐基结合, 生成木素磺酸盐,从木片中 溶解出来。
打浆与调料
• 打浆目的
宏观:增加纤维之间的接触面积,增强纤维间的交织力 微观:游离出更多的羟基,利于分子链间的氢键结合
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氢键结合
• 水分子结构是一个四面 体。氧原子位于四面体 的中心,两个氢原子和 两个孤电子队占据四面 体的角顶。
• O—H键之间的键角被 压缩到104. 5度。
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纤维间氢键的形成过程 ----通过水分子形成的水桥连接
圆网造纸机
(1) 构成 由网槽、圆网、毛布、伏辊、压榨、烘缸等
构成 (2) 单圆网造纸机:主要用于生产薄纸 (3) 多圆网造纸机 可用于生产 厚纸板多层
纸板 带水印的纸和纸板
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总结
1、制浆原理及工艺流程。 2、抄纸原理、工艺流程及纸机介绍。
谢谢合作
48
主要采用:白腐菌、漆酶等(研究阶段)
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造纸
• 造纸就是将制得的纸浆分散开来后获得交 织均匀的薄片。
湿法:纸浆 水
造纸 干法:纸浆 空气
均匀分散,在网上脱介质成纸
泡沫法:纸浆 泡沫
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造纸
目前以湿法造纸为主,即 水 胶料 填料 水 ↓ ↓ ↓↓
纸浆→打浆→施胶→加填→调浓→纸页成型→压榨→ 干燥→压光→整理→纸或纸板
装、冷冻家禽和农产品装运、可胶粘性、水基油墨的持留 等。 (2)纸机操作。如施胶压榨胶液持留、涂料持留、压光机表 面施胶液持留等。 (3)抵抗偶然性润湿。如办公用纸、谷物或化妆品包装盒、 食品杂货包装袋等。
34
施胶
施胶剂必须能产生疏水性纤维表面 • 施胶剂应能增加纸页的疏水性,分子结
构上应有疏水性基团。 • 施胶剂分子的疏水部分伸出纤维表面也
• 白度:白色或接近白色的纸和纸板表面对蓝 光的反射率相对于蓝光照射氧化镁标准白板 表面时反射率之比,称为白度,以%表示。
未漂浆
漂白浆
21
化学法制浆工艺
• 漂白方法: a.氧化性漂白:利用氧化剂除去浆中残留木素及发色物质 特点:漂白白度高,稳定性好,保持持久,纸和纸板
长期存放不褪色 漂白剂:ClO2 NaClO H2O2 Na2S2O3 b. 还原性漂白:利用化学药剂破坏纸浆中的发色基团,使
42
长网造纸机
• 压榨部:挤压脱水,增加纸页紧度,干度 达25—42%
压榨作用示意图
43
长网造纸机
干燥部:脱除湿纸页中的水分,完成纸 的施胶,使纸干度达到92-95%
作用:提高强度,增加平滑度。
干毯、纸页和烘缸 44
长网造纸机
压光卷取及后整理
提高纸的平滑度、光泽度和厚度均匀性。
压光后的纸页 压光前的纸页 45