造纸原理与工程 思考题与答案

1.我国造纸工业存在的问题及今后造纸工业的发展目标、

（1）存在的问题

ａ. 造纸原料结构不合理，木浆比重低

ｂ. 纸和纸板总量不足，产品结构不合理

c . 企业规模小，技术装备落后

d . 水资源消耗大，环境污严重

（2）今后造纸工业的发展目标

a. 生产规模大型化

b. 产品高档化

c．技术装备现代化

d．生产清洁化和水资源的节约利用

2.纸和纸板的分类

a.文化用纸(cultural paper)泛指用于文化事业的纸张品种。

b.包装用纸(packaging paper)：泛指商品包装用的纸和纸板。

c.技术用纸(technical paper)：主要是指工业生产和科研领域用的纸品。

d.生活用纸(domestic paper)：主要包括日常生活中使用的一次性纸品、医药卫生用纸品等。

3.简述造纸生产流程及任务

打浆——添料——纸料前处理和流送——纸的抄造和整理

a、打浆：对纸浆纤维进行必要的切短和细纤维化处理，以便取得生产纸或纸板所要求的物理性质和机械强度等性能。

b、添料：添加色料、填料、胶料、助剂等；为了减少墨水对纸的浸渍、改善纸的白度、不透明度和印刷性能、改变纸的颜色或色调以及赋予纸张特定的性质（例如提高干、湿强度等），需要在打浆的同时或在打浆后的贮浆池中加入胶料、填料、色料和其它助剂进行添料。

c、纸料前处理和流送：净化、精选、流浆箱中的布浆、整流、上网；

打浆、添料后的纸料中难免混入金属或非金属杂质、纤维束或浆团和空气，需要对纸料进行净化、筛选、脱气等前处理，以免影响成品纸的质量和给造纸过程带来困难。纸料的流体特性，使得纸料很容易输送到各个工段。

d、纸（纸板）的抄造和整理：净化、筛选、脱了气的纸料流送进入流浆箱，均匀分布在造纸机网部脱水，首先抄成湿纸，接着经过压榨→干燥→压光→卷取→切纸→选纸或复卷→打包→入库。

第一章打浆

2．打浆的目的和任务是什么？打浆前后浆料性质有什么变化？

打浆的主要任务：（一）改变纤维的形态，使纸浆获得某些特性（如机械强度、物理性能和胶体性质），以保证纸页的抄造质量。（二）通过打浆调节和控制纸料在网上的滤水性能，以适应造纸机生产的需要，使纸页获得良好的成形，改善纸页的匀度和强度指标。

打浆作用的性质：打浆是物理变化，打浆作用对纸浆产生的纤维结构和胶体性质的变化，都属于物理变化，并不引起纤维的化学变化或产生新的物质。

注：打浆作用会使纤维表面暴露一些新的基团，但这是纤维本身原有的，与化学变化无关。

5.草类浆纤维打浆过程中的特性是什么？为什么说草类浆打浆比较困难？原因是什么？

（1）特性：①草浆打浆分丝帚化困难，即草浆不易实现外部细纤维化。②草浆的非纤维细胞含量高，在打浆过程中，由于其易破碎而使打浆度上升很快，大大增加草浆的滤水困难。③草浆打浆的目的是使纤维疏解分散，表面稍稍起毛活化，使纸页有足够的允度和强度。草浆打浆应以“充分疏解，轻度打浆”较为合理。

（2）草浆打浆难以细纤维化的原因：①草浆纤维的胞腔小，S1层较厚，不易破除。且S1层与S2层之间黏结紧密，S1层的细纤维呈交叉螺旋形沿纤维横向排列，象一个套筒把S2层紧紧包住，限制了S2层的润胀。②草浆纤维的细胞壁是多层结构的微纤维薄层，各层微纤维的排列方向往往不一致。横向排列多层的微纤维层限制了轴向排列的微纤维层的分丝和润胀。③草浆纤维的微纤维缠绕角过大。④微纤维的异向性。

6.纤维在打浆过程中的作用机理是什么？

（一）纤维润胀的原因是由于纤维素和半纤维素分子结构中所含极性羟基与水分子产生极性吸引，使水分子进入纤维素的无定形区，使纤维素分子链之间距离增大，引起纤维变形。

（二）纤维润胀的意义：

（1）纤维润胀后，其内聚力下降，纤维内部组织结构变得更为松弛。纤维比容和比表面积增加，纤维直径可以膨胀增大2—3倍。

（2）有利于纤维的细纤维化，增加纤维间的接触面积，提高成纸强度，降低透气度。

（三）纤维润胀的影响因素：

（1）原料的组成----木素是疏水性物质，因此木素含量高的原料纸浆，不易润胀。

（2）半纤维素含量----草类纤维的半纤维素含量高，含有较多的游离羟基，比纤维素有更大的亲水性，容易吸水润胀。

（3）制浆方法----不同的制浆方法使纸浆的木素、纤维素和半纤维素的含量不同，因此也影响到纤维的润胀程度。

8．打浆有哪几方式？各种打浆方式的浆料有什么特征？

根据纤维在打浆中受到不同的切断、润胀、及细纤维化的作用，将打浆方式分为四种类型：长纤维游离状打浆、短纤维游离状打浆、长纤维粘状打浆、短纤维粘状打浆。

（1）长纤维游离状打浆特性：浆料脱水性好，成纸吸收性好，透气度大，不透明度高，撕裂度和耐破度较好，尺寸稳定性好，变形性小，但匀度欠佳，平滑度差。

（2）长纤维粘状打浆特性：浆料脱水困难，纤维长上网时容易絮聚，但成纸强度大，吸收性小。

（3）短纤维游离状打浆特性：浆料脱水容易，纸的组织均匀，纸质较松软，强度不大，吸收性强。

（4）短纤维粘状打浆特性：浆料脱水困难，成纸匀度好，吸收性小，有较大的强度。

9．什么叫打浆浓度？如何区分低浓、中浓和高浓打浆？低浓打浆和高浓磨浆的原理是什么？它们对打浆质量、能耗有什么不同的影响？

（一）打浆浓度分为低浓（10%以下）、中浓（10-20%）和高浓（20-30%或更高）。

低浓打浆：主要靠刀片直接对纤维进行冲击、剪切、压溃和摩擦。

高浓打浆原理：与低浓打浆相比，高浓打浆作用不是靠磨盘直接作用于纤维，而是依靠磨盘间高浓浆料间的相互摩擦、挤压、揉搓和扭曲等作用使纤维受到磨浆，同时产生大量的摩擦热，使浆料软化，有利于浆料的解离。

（二）高浓打浆的浆料特性

a. 更多的保留了纤维的长度和强度，很少增加细小纤维的组分，成浆的撕裂度很高。

b. 纤维多是扭曲和卷曲状，纤维具有很高的收缩能力，能大大提高纸张的收缩率和韧性，纸张强、韧、耐破度高。（对于水泥袋纸、卷烟纸、高速轮印刷纸非常重要）

C. 不足：设备复杂，动耗大，（成纸紧度大，不透明度大）尺寸的稳定性、纸的刚性和挺度均较差。11．什么叫打浆度？如何测定？

(一）打浆度，反映浆料脱水的难易程度，综合的表示纤维被切断、分裂、润胀和水化等打浆作用的效果。(二）常用检测仪器有肖氏打浆度仪，加拿大游离度仪等

12.如何测定纤维的长度和保水值？如何测定浆料浓度？

纤维长度的测定：

（1）显微镜法：将纤维染色稀释后制片，用显微镜在显微测微尺下测量纤维的长度。

——Kajaani纤维分析仪、FQA纤维质量分析仪、Paptech纤维分析仪；

（2）湿重法：它是利用纤维越长，在框架上挂住的纤维越多，称重越大的原理，以质量间接的表示纤维的长度，单位用克(g)表示。

保水值的测定：保水值=(湿浆质量-干浆质量)×100／干浆质量

(3)浆料浓度的测定:烘箱干燥法、红外线干燥法、离心分离法、手拧干法

浆料浓度是每100mL（或g）液体浆料所含有绝干浆的克数，通常用百分数表示。

14.磨（打）浆控制系统有哪些基本类型？

比能量控制，游离度控制，比能量—比边缘负荷控制

第二章造纸化学品及其应用

1.造纸工业中应用造纸化学品的目的和意义是什么？造纸化学品有哪些种类？它们的应用对纸张有什么直接或间接的作用？

（一）应用造纸化学品的意义：

（1）使纸张具有某些特殊的性质如获得抗水性、印刷适性、颜色、强度、柔软度等。

（2）为了保护环境及充分利用能源和资源，提高产品质量。

（3）为了提高生产效率、改善操作环境。

（4）非纤维添加物质对于造纸过程是必不可少的一种物质，它是仅次于纤维原料的造纸原料，对纸张质量将起着举足轻重的作用。

（二）造纸化学品的种类和作用：

分为功能型添加物质和控制型添加物质两大类。

（1）功能型添加物质是作为纸中的一种成分，以改变纸张性质为目的。

①施胶剂和定着剂是为取得防潮抗水性能；

②填料或颜料是为了增加纸张不透明度、白度、匀整性以改善印刷适性；

③染料或有色颜料是为了使纸张着色生产色纸；

④增强剂是为了增加纸张的干强度或湿强度；

⑤纤维分散剂或柔软剂是为了改善纸张匀度或柔软性；

⑥光学改性剂是为了获得某种光学性能；

⑦特殊添加剂是为了使纸张获得某一特殊性能。

（2）控制型添加物质是为了改善生产环境，防止或消除生产故障或实现某种工艺措施，至于它们是否成为纸中的成分并不重要，其对纸页性质的影响不大或是间接的。

①助留、助滤剂；

②消泡剂；

③防腐杀菌剂；

④树脂控制剂；

⑤絮凝剂等。

2．施胶的方法有哪几种？浆内施胶的目的是什么？纸内施胶（浆内施胶）；纸面施胶（表面施胶）；双重施胶（浆内和表面均施胶）

内部施胶的目的在于改变纤维的表面以便控制含水液体向纸内的渗透。

6．什么是中性施胶和中-碱性造纸？查阅资料，了解其发展情况。（一）中性施胶是指在pH值大于6的弱酸性，接近于中性或弱碱性条件下进行的施胶。

中-碱性造纸是指在接近于中性或弱碱性条件下进行抄纸。

中性施胶剂就是为适应中性或碱性抄纸而发展起来的。

（二）中性施胶优点：

（1）减少设备腐蚀；

（2）提高纸页强度，防止老化，延长纸页的使用和保存时间，改善纸页的柔软性、松厚度和印刷适性；（3）可用碳酸钙加填；

（4）白水pH高，无硫酸根积累，可提高白水回用率；

（5）有利于白水的封闭循环，减少污染。

（三）AKD的使用：

AKD不溶于水，制胶时需加入分散剂和乳化剂（如阳离子淀粉）。

AKD适用于在pH值为8.2的条件下使用。

AKD在水中不稳定，容易水解失效。为了减少AKD发生水解，其加入点应靠近纸机上网处。

AKD在65.5℃以上时极易水解生成酮而丧失施胶效果，因此胶液应保持在较低的温度下。

施胶中可使用阳离子型的助留剂。

7．纸张加填的目的和作用是什么？填料有哪些种类？

常用填料：滑石粉（Talc）、瓷土（又称高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O））、碳酸钙

纸张加填的目的和作用

（1）、改变纸的光学性质

通过改变折光率和光散射系数，增加纸页的不透明度和亮度，并防止透印。

（2）、改善纸页的表面性能和印刷适性

加填可以改善纸页的平滑度和匀度，提高纸页的吸收性和吸墨性，并降低纸页的保水性和变形性。（3）、赋予纸页某些特殊功能

如卷烟纸加碳酸钙，改进透气性，调节燃烧速度。导电纸加入碳黑，以获得导电性。

（4）、节省纤维原料，降低生产成本

填料的价格是几角钱1kg，而纤维原料的价格是几元钱1kg。因此加填可大大节约纤维用量，并大大降低生产成本。当然，填料的加入量也不能过大，否则会大大降低纸页的强度指标。

（5）、填料有大的比表面积，能吸附树脂，使纸浆中的树脂不致凝聚成大粒子，因而有助于克服树脂障碍。加填具有一定的不利影响：

加填的纸张，由于填料分散于纤维之间，使纸的结构疏松多孔，减少了纤维间相互的接触和氢键结合，使纸页的物理强度下降。加填使纸张印刷时掉粉掉毛现象增加。加填会降低纸张的施胶度，尤其是碱性填料对酸性施胶的危害更大。

填料种类：天然填料、人造填料

填料性质：反射率、白度、颗粒形态、粒径及其分布、比表面积、颗粒电荷、pH值、溶解性、磨饰性和表面（自由）能等。

填料反射率越大，反射光的数量越多，使纸张的不透明度越高。

不同形状的颗粒，其光散射的最佳值不同。

以最佳粒径为中心的粒径分布范围越窄时，越有利于增加纸的不透明度。

比表面积高的填料会增加纸的适印性，但会削弱纸的强度，增加施胶的难度。

高磨饰性的填料会对纸机网部和印刷版造成过多的磨损。

大部分无机矿物质填料属于高表面能物质，但由于填料表面受到污染导致表面能大幅度降低。

10．影响纸张染色的主要因素有哪些？增白剂的作用机理

荧光增白剂是一种荧光染料，其化学组成为二氨基二苯乙烯的衍生物或盐类，是含有共轭双键结构的有机化合物。

荧光增白剂的增白机理——荧光增白剂结构中含有：激发荧光的胺基磺酸类基团、能吸收紫外光的芳香胺和脂肪胺及其衍生物的基团、还有能增强牢固性能的三聚氰氨基团。

荧光增白剂不仅能反射可见光，还可吸收紫外光并将其转化为可见的蓝色或红色的荧光。

在浆料中，这些荧光能对橙黄或浅绿起补色效应而产生显白效果。因此荧光增白剂对纸浆的作用只是一种光学作用，并未对纸浆起漂白或染色作用。

11．什么是湿纸强度，湿强度？各自的影响因素有哪些？

湿纸强度是指纸页抄造过程未经干燥的湿纸页的强度，

湿纸强度主要取决于组成纸页的纤维之间的摩擦力。

纸页的湿强度是指经干燥后的纸张再被水润湿完全饱和后所具有的强度，或称再湿强度。

12．湿增强度树脂有哪些种类？它们各有什么特性？强树脂增湿强作用的机理是什么？

（1）、保护原有的纤维间的结合。该机理认为，湿强剂在纤维周围形成一个交错的链状网络结构，阻止纤维的吸水润涨以保持原有的纤维间的氢键结合。

（2）、产生新的抗水纤维结合键。该机理认为，湿强剂与纸浆纤维交联形成了新的共价键、氢键等抗水结合键，从而增加了纤维结合强度。

在实际应用中，湿强剂的增强是通过上述两种机理的综合作用来体现的。

13．增干强挤的种类有哪些？它们有什么性质和特性？干强剂增强作用的机理是什么？

（1）干强剂能有效地增加纤维之间的结合强度。

如淀粉的自由葡萄糖羟基参与了纤维表面纤维素分子的氢键的形成，因此淀粉的加入增加了纤维间结合面上的氢键数量，从而增加了纤维间的内部结合强度。

（2）、其次是改善纸页成形，这可以提供更均匀分布的纤维之间的结合。

（3）、此外当增干强剂能够提高细小纤维留着和纸页滤水时，可以改善湿纸页的固结。

14．什么是助留助滤作用？它对纸页成形状态有何关系？助留剂和助滤剂有哪些种类？如何正确使用？助留和助滤机理是什么？

（一）助留是提高填料和细小纤维的留着，助滤是改善滤水性能，提高脱水速率。

助留和助滤的目的和作用

（1）提高填料和细小纤维的留着率，减少流失，改善白水循环，减少污染。

（2）改善纸页的两面性，提高纸页的印刷性能。

（3）提高网部脱水能力，从而适应纸机车速的提高。

（二）助留剂和助留助滤剂大体上可分为三大类：

（1）无机盐类：硫酸铝、铝酸钠、聚氯化铝和聚合氧化铝络合物。

（2）天然有机聚合物类：主要有阳离子淀粉、羧甲基纤维素、改性植物胶等，这类产品效果也不很明显且用量大，主要是助留作用，为助留剂。

（3）高分子聚合物类：主要有阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚胺(PA)、聚酰胺(PPE)等。

(三)助留机理

(1)Zeta电位电荷中和助留

纸浆和大多数填料具有负电荷表面，加入阳离子助留剂后，减少了纤维与填料之间的排斥力，从而得到了较好的吸附和留着。

(2)嵌镶结合助留（补丁机理Patching）

阳离子型聚合物的强阳电荷抢先吸附部分细小组分，形成局部区域阳电荷性，这些区域再吸附带阴电荷的细小组分，从而产生镶嵌留着。

(3)形成桥联物助留（Bridging Flocculation）

具有足够链长的高分子聚合物，可在纤维、填料粒子等空隙间架桥，并形成凝聚。

（四）．助滤机理

（1）电荷中和

阳离子型助留助滤剂能降低纤维、填料等的表面电荷，致使纤维和填料中充满水的结构受到破坏，使其表面定向排列的水分子被扰乱而容易释放出来。

（2）凝结与絮聚

阳离子型助留助滤剂能促进纤维和填料凝聚，使纤维和填料的比表面积降低而加速了脱水作用。

15．纤维分散的意义？常用的纤维分散剂有哪些？

纤维分散剂的作用原理

①赋予纤维表面电荷，使纤维间产生斥力(阴离子分散剂)。

②吸附在纤维表面，相当于在纤维表面附着了一层薄薄的润滑膜，起到了水溶性润滑剂的作用，减少了纤维间的摩擦力，减少了纤维间相互黏着的机会，使纤维相互滑过而不致缠结。

③分散剂的加入使得浆水的黏度增高，浆液黏度的增加大大限制了纤维在水中的运动自由度，使纤维不相互接触，减少了纤维间的絮聚，改善了纤维成形交织的能力

16．纸料消泡和除气的意义是什么？消泡剂和除气消泡剂有哪些种类？各有什么性质和特点？

（一）泡沫的产生

当使用洗涤不良的纸浆或不合理的施胶、在酸性系统中使用碱性填料等，均会造成纸料中产生泡沫，对生产操作和纸页质量造成不良影响。

（二）纸浆中气泡的危害－－降低滤水速度、造成纸页针眼

消泡剂种类：溶剂型消泡剂；油型消泡剂和乳液型消泡剂

17．产生腐浆的原因是什么？腐浆对纸张质量和造纸过程的危害性有多大？如何做好纸浆的防腐工作？常用的防腐剂有哪些类型？如何选用和使用？

由于浆料中含有丰富的碳水化合物和蛋白质等养料物质，尤其在炎热的季节和温暖潮湿的条件下，细菌繁殖更为迅速。在纸料和白水流经的各种设备和管线中，如不经常清洗，极易产生腐浆。

腐浆落入浆料中会引起纸页的断头或产生纸病等

18．什么是造纸生产过程的树脂障碍？如何控制？

由于纸浆中带有的一些溶于中性有机溶剂的憎水性物质以多种形式沉积在设备的表面上而带来的。生产中控制树脂障碍的方法主要有化学控制法、工艺控制法和生物控制法。

19.查阅资料，了解透明剂、防油剂、阻燃剂、柔软剂、抗静电剂及其他纸张功能型助剂的使用目的、需求、使用方法及发展情况。

20.查阅资料，了解树脂障碍控制剂、消泡剂、防腐剂、毛毯清洗剂等控制型助剂的使用目的、需求、使用方法及发展情况？

21．什么是造纸湿部化学？其主要研究内容是什么？

造纸湿部化学是造纸配料各组分的表面和胶体化学。

造纸湿部化学是论述造纸配料中各组分在纸机网部滤水、留着、成形以及在白水循环过程中相互作用规律的科学，关系到纸机操作性能和最终产品(纸和纸板)的质量。

造纸湿部化学的主要研究内容为：造纸湿部化学作用基本原理；造纸湿部化学助剂；造纸湿部化学测量和过程控制。

22.了解造纸湿部化学的化学平衡问题与各类造纸化学品之间的相互关系。

24．湿部化学控制对纸机运行性能有哪些影响？

湿部化学对纸机的运行性能既有正面影响也有负面影响。

一方面，湿部化学能被用于提高滤水性，减少进入的空气和泡沫，保持纸机清洁，以及使循环白水的固含量下降。另一方面，当湿部化学失控时，会产生纸机沉淀、结垢和气泡痕，降低滤水性、纸机洁净度和压榨效率。

25.结合本章教材查阅资料，了解当前造纸湿部化学研究领域的发展情况。

第三章供浆系统和白水系统

1.纸料是由哪几部分所组成？各组成的性质是怎样的？

纸料悬浮液体系是由固、液、气三相组成的复杂分散体系。

（一）水

（1）水是纸料悬浮液的介质，也是纸料的重要组分。

（2）水具有较高的表面张力

（二）纤维与细小纤维

（1）细料固体中的细小纤维与纤维的不同特性

（2）细小纤维和纤维的电荷特性

（3）纤维和细小纤维的离子交换行为

2.纸料调量和稀释的目的和作用是什么？其方法有哪些？

(一)纸料调量和稀释的目的和作用

纸料调量的目的在于按造纸机的车速和定量的要求提供连续不断的稳定的供浆绝干量，稀释的目的则是按照造纸机抄造的要求，将纸料稀释到适合的浓度，以便在抄纸过程中形成均匀的湿纸页。

(二)纸料调量和稀释方法

冲浆箱：纸料及白水在箱中由溢流口稳定浆位，同过调节闸门的开启度来控制浆量及稀释白水量。

冲浆池：是使用阀门控制经调浆箱稳定后的纸料直接放入混合池中、稀释白水由来自网槽的相邻白水池底部流入。

3.造纸车间纸料的净化和筛选的目的和作用是什么？

净化和筛选的目的和作用

目的：

筛选的目的在于除掉纸浆中相对密度小二体积大的杂质，如浆团、纤维束、草屑等。

净化的目的在于除掉纸浆中相对密度大的杂质，如沙粒、金属屑、煤渣等。

作用：

（1）除去纸料中残余的杂质

（2）制成均匀分散的纤维悬浮液

4.纸料除气的目的和作用是什么？采用什么方法除气比较适宜？

作用

（1）避免在造纸机流浆箱产生泡沫，并把不含气泡的纸料喷射到成形部，从而改进纸页成型，解决纸页

中出现的泡沫点，针眼等纸病。

（2）由于没有气泡和纤维结合在一起，从而使到流浆箱中纸料的絮聚易于分散，有助于改进纸页匀度。（3）使管道系统脉动的幅度较低，使纸页的定量更加稳定。

（4）加快成形部的脱水，增加成形部的脱水能力。

除气的方法：预防、排除。

a. 化学除气（如加表面活性剂）：用物化的方法除去纸料中的空气；将添加剂加入到纸料和白水中，使小气泡破裂而变成大气泡，从而从纸料或白水中溢出。

b. 机械法：高压水、热蒸汽、脱气设备（如脱气罐）。

5.纸页纵向定量波动的概念、状况特点、产生原因、影响和消除办法是什么？

（一）纸页纵向波动的概念：是指纸页抄造过程中纸页纵向定量随时间变化而变化的状况。

（二）纸页纵向定量波动的状况和特点

纸页纵向定量波动可分为：

非周期性波动：波动是无规则的，没有特定的频率，但在一般情况下其波动的频率较低，幅度比较大。

周期性波动：波动是有规则的，有一定的频率范围，一般情况下，波动的频率比较高。

纸页纵向定量波动的原因及消除办法

（三）产生原因

a.非周期性纵向定量波动原因：主要是在纸浆流送过程中高湍区域发生浆流分散的现象，纸料中含有空气，在流送过程中不同的纸料流的不适当混合，浓度波动，除气器回流浆料波动，稀释调量系统控制不当，白水盆和网下白水池设计和操作波动造成液位不稳定等。

解决办法：在运转过程中加强对各有关部分的检查和控制，保证操作条件的稳定和各部分参数的稳定，并认真检查和排除管边和设备（如流浆箱）中的空气和尽可能除去纸料中的空气。

b.周期性纵向定量波动的原因：设备的（筛浆机、冲浆泵）的压力脉动和建筑物及设备振动。

解决办法：解决振动的共振问题。

6.有什么消除办法？

压力脉冲的衰减和消除

1）使用低脉冲冲浆泵和低脉冲压力筛浆机

2）改进供浆系统纸料的输送和白水循环系统的设计和操作

3）应用消除压力脉动装置

7.造纸用水封闭循环对造纸生产有何影响？

造纸用水封闭循环对造纸生产的影响

随着造纸用水封闭循环程度的提高，白水系统中溶解和胶体物质的积累显著增加，系统中的盐类和金属离子的量也显著增加，从而对造纸生产及产品质量产生重大的影响。

影响主要表现在：纸机成形部脱水减慢；化学助剂失效、留着率下降；设备和管道的腐蚀增加；形成的胶黏物质沉淀在造纸过程使用的网、毯、设备乃至纸页的表面上，不但影响生产的正常进行，降低网、毯的使用寿命，而且还对产品质量造成不良的影响，纸张的表面抗张强度有所下降，强度性能显著降低，光散射系数增加，腐浆增加。

8.提高造纸用水封闭循环程度的途径是什么？

(1)降低白水中溶解和胶体物质的含量

白水和过程水中溶解和胶体物质(DCS)带有很高的负电荷，称为“阴离子垃圾”，必然对后续抄纸过程产生较大的影响。

处理方法主要有膜过滤技术、生物技术、蒸发技术，加入改性沸石等方法。

(2)采用高效的湿部化学品

采用聚氧化乙烯(PEO)和特殊的酚醛树脂结合的网络助留助滤体系；

采用膨润土与助剂复合使用的微粒助留助滤体系；

三元助留助滤系统，添加特殊的阳离子聚合物，以消除阴离子垃圾物质的影响。

(3)使用化学药剂消除沉积物

沉积物的危害：

沉积在机件、网毯表面或管道中，干扰造纸生产的正常进行。

沉积物进入纸页还可能造成纸病(斑点或孔洞)。

造纸沉积物分类：纸浆沉积物和非纸浆沉积物。

纸浆沉积物与浆料有关。包括纤维、填料、制浆漂白残余物、造纸化学品等不同的化学物质。

非纸浆沉积物：化学品制备及加入系统中出现的沉积物。

9.目前较广泛使用的白水回收方法和设备有哪几类？这些设备的结构特点和工作原理是什么？

按其工作原理分为三大类：沉淀式、过滤式、气浮式。

1）沉淀式白水回收设备

原理：通过沉降的方法将水中的纤维和填料分离出来，达到回收纤维和填料并澄清白水的目的。

2）气浮法白水回收机

原理：使白水中的固体物吸附空气后，其表观密度降低，从而漂浮集聚于液面而与水分离。——溶气浮选装置，加压气浮装置

第四章纸浆流送与纸页成形

1．纸料上网的作用是什么？流浆箱的任务是什么？

(一)纸料流送的作用

纸料流送的作用是按照纸机车速和产品的质量要求，用流送设备将纸料流均匀、稳定地沿着纸机横幅全宽流送上网，为纸页以良好的质量成形提供必要的前期条件。

(二)纸料流送设备——流浆箱的任务

（1）沿着造纸机全宽，均匀、稳定地分布纸料，保证压力均布、速度均布、流量均布、浓度均布和纤维定向的可控性和均匀性。并将上网喷射纸料流一最适当的角度送到成形部最适合的位置。

（2）有效地分散纤维，防止纤维絮聚。

（3）按照工艺要求，提供和保持稳定的上网纸料流压头和浆速关系，并且便于控制和调节。

3．流浆箱有哪些主要元（部）件所组成？说明它们的结构特点和工作原理。

5.与传统的流浆箱比较，稀释水流浆箱在哪些方面取得了重要突破和创新？

稀释水浓度控制(调节)技术发展概况

?流浆箱浓度控制(调节)技术创造性的提出了浓度控制(调节)的新概念。

?它突破了传统的通过唇口弯曲变形的调节纸机横幅定量偏差的方法，以一种全新的概念达到了良好的纸机横幅定量控制(调节)，消除了传统调节方法产生的偏流和横流现象，以及由此带来的对纤维定向的影响

6．流浆箱的堰板有哪几种形式？各自有何特点？

堰板传统上可以分为收敛式堰板、垂直式堰板和结合式堰板三种。

7．纸页成形的目的和作用是什么？成形部的任务和要求是什么？

(一) 纸页成形的目的

纸页成形的目的是通过合理控制纸料在网上的留着和滤水工艺，使上网的纸料形成具有优良匀度和物理性能的湿纸幅。

(二)成形部的任务和要求

主要任务：使纸料尽量地保留在网上，较多地脱除水分并形成全幅结构均匀的湿纸幅。

要求：纸料在网上应该均匀分散，使全幅纸页的定量、厚度、匀度等均匀一致，为形成一张质量良好的湿纸幅打下基础。湿纸幅经网部脱水后应具有一定的物理强度，以便将湿纸幅传递到压榨部。

10.纸页成形的结构情况如何？

纸页成形结构

?纸页的成形过程主要是一个浆料脱水形成湿纸幅的过程，而脱水的形式主要有浓缩和过滤两种。

当浆料较浓时，纸料的脱水主要以浓缩为主；而当浆料充分稀释时，纸料的脱水则以过滤为主。

?浓缩——由于纸浆纤维来不及分散舒展就已成形，纸页的结构为杂乱无章三维结构；

?过滤——由于纤维得以充分分散，则以逐层沉积的方式成形，从而得到纤维以二维分布为主的层状结构。

?导致纸页产生层状结构的原因之一，是纸料以过滤为主的方式脱水。

12纸页成形与纸料脱水

纸料在网部的脱水和纸页成形是一对矛盾的统一体，两者同时存在又不可分割。纸料在脱水过程中形成纸页，纸页在成形过程中也不断地脱水，而脱水与成形又相互制约。

纸页成形既需要脱除大量的水分，但是也不能脱水太快，如果脱水太急或太快，则纸料纤维在网上来不及均匀分布就已经成形，难以形成良好质量的纸页；而另一方面，如果脱水太过缓慢，则会引起已经分散的纤维重新絮聚，影响纸页的质量，同时还会在出伏辊时达不到纸页所需的干度和湿强度，从而影响造纸生产。

13．案辊，案板的脱水机理及其比较（脱水过程、成形与扰动的关系）

案辊脱水机理p206 + 案辊对纸页扰动与纸页的脱水和成形：湿纸经过案辊时，经受了两次垂直方向的脉冲变化，使纸料产生扰动，这对纸页的成形和脱水有重要影响。

a.对低速纸机，这种扰动比较缓和，可以促使纤维分散，减少纤维絮聚，对纸页成形有利；

b. 对高速纸

机，案辊脉冲作用所产生的扰动过于强烈，形成强烈的洗出作用，对纸页的脱水和成形不利。

案板脱水机理p208 + 在案板的脱水过程中，从网面到案板的斜面之间由于各层水膜的速度不同，使水膜内部产生剪切力，并由此形成很多小的涡流，给网上的纸料产生相应的扰动，有助于改善纸页成形，并形成了案板的压力脉冲；

案板与案辊压力脉冲相比：

a. 与案辊相比案板的压力脉动没有明显的压力最高点；

b. 案板的真空抽吸区比较长，真空度也较低，抽吸力量小；案板脱水较为缓和;

c、案板的块数多，频率高，真空区长，总脱水量大于案辊。

14.流浆箱堰板的喷射点和着网点的概念是什么？如何确定？有什么影响？

流浆箱堰板的喷射角和着网点

?要求：全幅纸料的喷射角、喷射速度（浆速）、喷射距离和喷浆的厚度等保持一致；喷射方向与纸机中心线应平行，不混入空气，不产生大的湍动干扰和跳浆。

?生产上的控制：纸料的配比、车速、堰池的水位、冲浆泵的压头、进出伏辊湿纸的水分；浆料上网的着网点，水线的位置和形状。

（1）喷射角——纸料自堰板喷浆口喷出之后，其喷射轨迹与堰板下唇之间的夹角(见图4-40)。

（2）着网点——堰板喷射口喷出的纸料与成形网的接触点。

（3）着网点的位置(如图3-62)

对高速纸机，成型板应距离胸辊由适当的距离，浆料的着网点在成型板前沿稍前一点，使浆流与胸辊间有一定空隙，让浆流、胸辊和网间狭区内的空气穿过网排出，并使浆料能很好地进入成型板，保证纸页获得良好的成型

（4）着网点与喷射角的调节与控制

?着网点靠调节堰板、控制喷射角的大小来控制。

?喷射角越大，着网点就越靠近堰板喷浆口，网案上网段的脱水就越强烈；反之，喷射角越小，则浆流喷射距离越远，网案上网段的脱水就较为缓和。

15．什么是浆网速比？浆网速比对纸页成形质量有何影响？

浆速与网速的关系一般用浆网速比表示，该速比是指纸机流浆箱唇口喷浆速度和纸机成形网运行速度的比率。VM= ?VC，?为浆网速比，?值对纸页的成型、脱水和成纸质量均有密切的关系。

?＝1，网对纸料无剪切力，纸料着网时扰动小，纤维在网上容易絮聚，成纸匀度差。夹网造纸机，?取1。?大于1时，浆速大于网速，但过大的速度差，容易出现浆料翻滚、纤维卷曲；对滤水快的游离状料，?过大，会造成“浆道子”。

?小于1，形成的纸页有较好的匀度。但过小，会使纤维的纵向排列加强，导致纵横拉力比增加。同时纸张的多孔性和柔软性也变差。

19.圆网成形器纸页成形是什么？

成形原理：靠圆网内外的水位差所产生的过滤作用，使纤维在脱水过程中被吸附在网面上形成网页。20.圆网成形器的极限车速受什么因素影响？如何适当提高圆网成形器的车速？

临界速度Ｖ：当圆网转动所产生的离心力与湿纸页在网上的重力相等时，圆网的转速称为圆网纸机的“临界速度”，即圆网纸机的最大车速。

*临界速度与网笼半径成正比，并与网槽中湿纸层出口浆位的高低有关。随着网笼直径的加大，浆位角θ的增加，临界速度可以增大，从而增大了圆网纸机的极限车速。但是网笼的直径增加是有限的，若只靠增大直径来提高纸机的极限车速是不行的。因此必须依靠外加压力△p来抵御车速增加后离心力对湿纸页的作用。其中包括通过网内减压(如真空圆网或抽气圆网)和网外加压(如压力圆网)来增加△p等方法。

Ｖ＝｛rｇ（sinθ+ ΔP·a）｝1/2

21夹网造纸机和多层造纸机在结构和纸页成形上有什么特点？

夹网成形器的成形特性

?纸幅在成形过程中可以进行两面脱水，相当于每一张网形成一层纸幅然后再复合在一起。与单网脱水相比，双面脱水可使脱水率增加4倍。这是由于每一层纸幅的定量和流体阻力仅仅是单面脱水时纸层的一半。

?封闭成形，悬浮体在成形器内不存在暴露空气的自由表面，而这种自由表面会形成波纹以及其他搅动现象。

?从流浆箱喷出的浆流进入面网形成的楔形区，然后进入成形区。成形区短，强烈快速脱水，应采用高效能流浆箱；

23．高浓成形与普通成形是如何区分的？试述纸页高浓成形的技术特点和主要用途

主要根据纸浆上网的浓度进行区分。普通成形的纸浆上网浓度一般在0.1%~1.0%；

高浓成形：一般将上网浓度大于 1.5％的成形操作。意义：高浓成形可节省大量的造纸用稀释水，并由于纸浆流量减少而节省了大量的输送能量。同时，高浓成形的特殊成形方式，使得纸页中填料和微细组分的留着率增加，并赋予纸页以特殊的结构和强度特性。

高浓成形技术主要用在制造高级纸、瓦楞纸、折叠箱板纸、浆板等

第五章纸页的压榨与干燥

1.压榨工艺对纸页结构和强度分别产生了哪些影响，其影响的趋势如何？

压榨脱水过程对纸页的“固化”作用

?纸页强度理论认为，纸页的强度来自于植物纤维间的氢键结合，而其结合的前提是纤维素分子之间的距离足够近(0.28nm以内)。

?在纸页固形物含量为10％～25％时，植物纤维间的氢键开始形成。

?当纸页的干度在25％左右时，湿纸幅强度总可见到一个明显的拐点(见图5-1)，这是纸页强度由表面张力控制开始向氢键结合形成的转变点。

?还有学者持不同观点，认为氢键结合在湿纸幅干度为40％以上时才开始发生(见图5-2)。

?经过压榨后，湿纸幅的干度约从20％提高到40％左右(现代纸机可提高到约50％)，湿纸幅的强度也大大提高，这一过程称为对纸页的固化作用(consolidation)，即通过进一步脱水使湿纸页定形并具有较高的强度。

压榨对纸页结构性能的影响

?压榨可以增加纸页纤维间的接触，促进纤维间更多的氢键结合，同时增加纤维间的结合面积，从而提高纸页纤维的结合强度。

?打浆时纤维的细纤维化为增进纤维间的结合奠定了基础，而压榨时压辊对湿纸幅的压榨作用使纤维间的结合得以实现，从而完成了纸页三维结构的定形，产生了所谓纸页的“固化”现象。

?压榨可增加纤维间的接触及结合面积，因而能提高受纤维结合影响为主的各项强度性质。

1）耐破因子：在任何打浆度下，随压榨力升高而提高；

2）紧度：随压榨力提高而增加；松厚度：随压榨力的增加而降低;

3）抗张强度：随压榨力提高而增加；抗张强度随纤维间结合力的变化而变化,因此增加压榨力,可提高纸的抗张强度

4）撕裂度：主要决定于纤维长度和纤维本身强度，提高压榨力，撕裂强度影响不大。

5）耐折度：是纸的单根纤维柔曲性的一项量度；随着压榨力提高，耐破度有所增大。如果浆料的打浆度越高，压榨力又越大，则纸张的耐折强度增长速度也越快。

6）气孔率：随着压榨力提高而升高；

7）不透明度：随着压榨力提高而降低。

2．如何理解压榨工艺对纸页的所谓“固化”作用？

纸页强度理论认为，纸页的强度来自于植物纤维间的氢键结合，而其结合的前提是纤维素分子之间的距离足够近(0.28nm以内)。

在纸页固形物含量为10％～25％时，植物纤维间的氢键开始形成。

当纸页的干度在25％左右时，湿纸幅强度总可见到一个明显的拐点，这是纸页强度由表面张力控制开始向氢键结合形成的转变点。

还有学者持不同观点，认为氢键结合在湿纸幅干度为40％以上时才开始发生。经过压榨后，湿纸幅的干度约从20％提高到40％左右(现代纸机可提高到约50％)，湿纸幅的强度也大大提高，这一过程称为对纸页的固化作用(consolidation)，即通过进一步脱水使湿纸页定形并具有较高的强度。

5.试述真空压榨和沟纹压榨的异同，两者依据的压榨脱水原理是什么？

真空压辊------用于中高速纸机,上压辊为石辊,下压辊为真空压辊。

?真空压辊上钻有直径为4.0mm左右的眼孔，开孔率为15-25%，为螺旋形排列。

沟纹压辊------上压辊为石辊,下压辊为刻有螺旋型沟纹(沟深 2.5mm)的包胶辊, 适合的车速:浆板90m/min (线压176kN/m),纸板245m/min(线压88kN/m),纸850m/min(线压137kN/m)。

与真空压榨比较，沟纹压榨的脱水效率高，管道等安装费用少，不需要真空泵，节省能源，操作和维修简单。

6．什么是宽区压榨？宽压区压榨的典型工艺是什么？

宽区压榨：也称为靴式压榨或靴形压榨。这种压榨有很宽的压区，纸页在高压力下有较长的停留时间；其

关键部件是固定的靴形加压板和不透水的合成胶带，靴形板用润滑油连续润滑，压力维持时间是传统压榨的8倍, 实现了压榨脱水的重大跃进。

7.试述压榨部的主要组合型式，并分析三辊两压区复合压榨的主要特点.

（一）直通式组合

（二）复合压榨1、三辊两压区复合压榨2、四辊三压区/复合压榨

（三）靴型压榨组合

三辊两压区复合压榨的主要特点p253

8．试述横向脱水机理和垂直脱水机理的差别，如何根据上述机理强化压榨过程效率？

横向脱水机理：p260-261

平辊压榨

横向脱水机理：普通压榨中压区中主要的压力梯度是存在于和压区相垂直的方向（即X-X方向），因此从湿纸中压出的水是沿着水平方向流动，即只能横向反着毛毯运行的方向透过毛毯行走。

垂直脱水机理：第一区：从湿纸和毛毯进入压区开始，到湿纸水分达到饱和为止。从湿纸中压出来的主要是空气，不产生流体压力，湿纸的干度变化不大，压力都用在压缩湿纸和毛毯的纤维结构。

第二区：湿纸饱和点到压区中线，或者说总压区压力曲线的最高点。湿纸含水量达到饱和状态，流体压力增加，从湿纸中压榨出来的水进入毛毯，使毛毯含水量达到饱和，因而产出流体压力，把水压到毛毯下层的空隙中。

第三区：从总压区压力曲线的最高点到纸的最高干度点。总压力曲线下降。

第四区：从湿纸开始膨胀变为不饱和到它离开压区为止。压力解除，湿纸回湿。

水流速度低，脱水距离长，阻力大，脱水效果差，易产生压花（压溃）现象。垂直脱水方向压力梯度下脱水路径短，脱水快，对压榨效果决定作用是流体压力梯度，机械压力是条件

(一)提高湿纸幅温度——升温压榨 (二)减少排水阻力——双毯压榨（三）增加停留时间——宽压区压榨（四）长压区压榨

9．湿纸页从伏辊造纸网传递到压榨部有哪几种引纸方式？什么是剥离角，剥离点？

开放式引纸；封闭式引纸(包括粘舐引纸/真空引纸)

剥离角（take-of angle）：是纸幅从网、毯或滚筒上被揭离时纸幅与网、毯或剥离点处滚筒切线之间的夹角。剥离点：湿纸幅离开伏辊的位置。

11．干燥部的烘缸排列型式主要有哪几种，各自的结构和特点是什么？p276

单排烘缸排列型和双排烘缸排列型

12．烘缸干燥区的划分和特点

四个不同的干燥区：

ab区，贴缸干燥区，湿纸

页从烘缸表面吸热；

bc区，压纸干燥区，该区

热量传递最多，蒸发水量

对低速纸机和高速纸机分

别达80～85％和60～65％；

cd 区，也是贴缸干燥区，湿纸在恒定温度下进行单面自由蒸发；

de区，双面自由蒸发干燥区，纸页在该区温度下降（高速纸机达12～15度）。

特点：

1）纸的干燥都有一个升温、降温、再升温的循环过程。

2）沿着纸幅的横向水蒸气排出速度不同，两边＞中间

13．干燥部的通气方式有哪几种？试述各自的特点和作用？

单段通气；是蒸汽由总管分别引进各烘缸，缸内的冷凝水通过疏水阀排入总排水管，收集后用泵送回锅炉房循环使用。无蒸汽循环；一般低速窄纸机多采用单段或两段通气。

特点：

a. 管线简单；

b. 没有蒸汽循环，需定期排不冷凝气；

c. 排水阻气阀门太多，加重了日常的管理和维修量。

d. 阀门出故障时，会引起蒸汽流失，或使冷凝水充满烘缸，大大降低干燥能力。

分段通气

（1）分段通气：依靠各段烘缸之间的压力差，或者借助于连接在最后一段的真空泵产生负压进行蒸汽循环。干燥部通汽可分为3－5段。

（2）第一段烘缸（占总数的60~75%）通新鲜蒸汽，二段（20~35%）、三段（2~4个烘缸）通闪急蒸发的二次蒸汽。

?为了保证缸内冷凝水能正常排出，各段间的压力差应不小于 2.94×104Pa。第一段的蒸汽压力为（2.94-7.85）×104Pa，然后逐段递减到最后一段的蒸汽压力为（1.96-7.85）×104Pa。如果除第一段外，其余各段设有新鲜蒸汽补充通路，则第一段的通汽压力可以降低些。

特点：

a. 用气水分离器代替了排水阻气阀。

b. 由于排出了冷凝水和不凝气，保证了整个烘缸温度均匀。

c. 烘缸温度逐渐上升，干燥曲线易于调节，趋于完善。

d. 总传热系数提高，提高了干燥效率。

15．试述常用烘缸冷凝水的排除方法：及其对干燥工艺效率的影响？p293-295

汲管和虹吸管

16．试述水环形成与破裂过程

水环的形成：随着纸机车速的增加，冷凝水在缸内形成水环，随着烘缸一起回转，水环愈积愈厚，到了临界厚度，水环破裂。

水环的形成和破裂，引起烘缸传动电机负荷的变化。

17．干燥时纸页收缩的原因及各向的收缩程度

纸机干燥的纸，主要是在厚度上产生收缩（50~200%）,厚＞横向＞纵向；纸的横向收缩是两边大，中间小；收缩原因：a. 纤维本身 b. 纤维间

a. 纤维具有脱水性脱水单根纤维收缩纸页收缩；

b.水蒸发表面张力使纤维靠近形成氢键纸页收缩

18.如何理解干燥过程的传热原理，在实际干燥过程中如何强化传热。P286-288

一、烘缸干燥过程，特点：

1）纸的干燥都有一个升温、降温、再升温的循环过程。

2）沿着纸幅的横向水蒸气排出速度不同，两边＞中间。

二、干燥方式和干燥过程的阶段性

1、干燥方式

?纸在干燥部有两种干燥方式：对流干燥与接触干燥，纸机干燥部的主要干燥方式是接触干燥。干燥过程的阶段性

?对流干燥在烘缸间双面自由蒸发区（de区，袋区）和低温烘缸上进行。

?干燥过程：分为恒速和降速两个阶段。

?恒速干燥：湿纸经烘缸加热到外界空气的湿球温度后，水从纸页内部扩散到纸面的速度大于纸面水分蒸发的速度，湿纸温度接近空气湿球温度。

?降速阶段：当湿纸温度降低到一定数值后，水从纸页内部扩散到纸页表面的速度<纸面蒸发水分的速度，干燥速率下降而纸的温度上升

接触干燥过程可以分为升温、恒速和降速三个阶段。

?升温阶段时间很短，纸的水分变化不大，但湿纸的温度和干燥速率增长很快。恒速阶段纸的温度和干燥速度基本不变，干燥时间占纸机全部干燥时间的50%~65%。降速阶段又可分成两个阶段，第一降速阶段，干燥速率几乎呈直线下降，纸的温度降低，第二降速阶段，干燥速度剧减，纸的温度回升，纸页内部和表面的温差接近零。

?恒速阶段去除游离水，降速第一阶段去除毛细管水和结合水，第二降速段则仅去除结合水

20.根据干燥部的传热工艺估算，干燥1 kg 纸大致需要多少千克蒸汽？

干燥1kg风干纸蒸汽消耗量

? D = QPT /(rπ－rc)

?rπ：进入烘缸蒸汽热含量

?r c：排出烘缸冷凝水的热含量

?干燥纸的蒸汽耗量决定于加热蒸汽参数、干燥前后纸的干度合干燥热效率。

21．干燥部的通风有哪几种方式？通风袋；气罩通风

第六章纸页的表面处理与卷取完成

1．试述纸页表面处理的目的和作用。并列举常用的纸页表面处理方法。

纸页表面施胶的作用：

(1)改善纸页的表面性能。

(2)改善纸页的空隙结构和吸收性能。

(3)改善纸页的适印性能。

(4)提高纸页的物理强度，如耐折度、耐破度和抗张强度等。

3.淀粉胶的制备方法有哪几种？试述各自的主要流程和工艺特点。P312

淀粉胶制备是对淀粉悬浮液进行蒸煮（也称为‘糊化’），常用的方法有间歇法和连续法。

4．常用的机内表面施胶方式有哪几种？各自工艺特点是什么?P314-316

辊式表面施胶（水平辊式、垂直辊式、倾斜辊式）；槽式表面施胶（可用于机外和机内施胶）；烘缸表面施胶；压辊表面施胶

倾斜辊式表面施胶特点：

①两个施胶辊的中心线与水平面之间有较大的倾角，这样的设计是综合了水平施胶和垂直施胶装置的优点，带来了操作上的方便；

②倾斜辊施胶前纸页水分宜控制在10%～12%，适用于操作车速较高的纸机，产品多为各类原纸、文化用纸等。

压光机表面施胶：

一般用于纸板和厚纸施胶。

没有辅助干燥设备，主要依靠施胶后其他压光辊的摩擦取得热量，蒸发纸板中施胶带来的水分。

5．试述压光操作对纸页的作用及其对纸页物理性能的影响

作用：①改善纸页成形的不均一性。②提高纸页的平滑度和光泽度。③提高纸页厚度的均一性。

影响：纸页性质的变化及其幅度，与其通过压光辊的次数(压缝数)有关。

随着通过压缝数的增加，纸页纵向和横向的裂断长、撕裂度都有所下降。纸页的吸收性下降，而平滑度上升。

6.试述软压光的作用原理和特色及其对纸页表面性能的影响。

软辊压光机的工作原理

?软压光时软辊(见图6-21)和加热辊构成一个高温压力压区。加压时，软辊辊面发生弹性变形，纸页此时受到压力和加热的双重作用。加热辊加热作用的结果使纸页表面的纤维软化、变形，易于压光和提高平滑性，压力作用的结果使纸页发生弹塑性变形

?软辊的弹性变形导致压区面积增大压力减小，纸张的松厚度损失小，整饰效果更好。

?与普通超级压光机压光相比，纤维的压溃现象也有所减少，强度损失减少。

?由于软辊的弹性对纸页的局部定量适应性较好，故可以大大提高纸页的微观平滑度。

7.试述纸页卷取和复卷的异同，并分析两者在造纸工艺中的意义和作用。

纸页的卷取

?要求：卷筒松紧均匀，避免两端松紧不一和卷芯起皱等缺点。

?种类：轴式（适用于低速纸机）、辊式（适合于各式纸机、卷成的纸卷紧实、纸幅受张力小、不易断头）。

纸页的复卷和复卷机

?复卷机(winder)的任务：将全幅宽、大直径的纸卷断开并卷绕成合适规格的纸辊。

?组成：退纸架、卷纸机构（张紧辊、纵切装置、舒展棒、复卷装置）。

?支撑辊的压力控制、纸幅张力控制非常重要。

8.通过资料阅读和下厂实习等方式，分析比较卷筒纸和平板纸产品完成工段的差别和特色。

卷筒纸的包装和封头

纸辊完成的步骤为过秤、包装、缩叠（将包装纸交叉折叠）、封头（将圆形纸贴粘在交叉折叠的端面上）、贴标签。

新闻纸新型的纸辊完成系统见下图，该系统仅需3个操作工，每天可处理2000个纸辊。

平板纸的切纸、选纸、数纸和包装

切纸机

一令纸为500张。

打包：每包张数为500,250或125，每小包质量不超过25kg。

人工选纸和自动选纸。

第七章纸板的制造

1．包装纸板与其他包装材料相比有哪些优点？

优点：1）成本低廉，节省木材，废纸箱容易回收不易产生公害

2）纸箱重量轻，便于装运，运费低廉

3）纸箱便于印刷、装潢美观，便于宣传商品，促进销售

4）纸板能进行特殊加工，使制成的纸箱具有种种特殊性能以满足多种包装需要

2．多层抄造的纸板具有哪些优点？P336

优点：1）根据不同用途要求，各层可使用不同的浆料。

2)各层使用不同的浆料，使不同浆料的优点得到充分利用和发挥。

3)采用单层抄造高定量纸板，所需成形和脱水时间均随定量增加而迅速增大。

4)多层抄造纸板可提高纸板的机械强度。

3．哪些因素影响纸板层间结合强度？P342

层间结合力的取得主要依靠接触界面小纤维和纤维的机械交织和紧密连接的纤维间的氢键结合，它的影响因素有：

1）层间结合强度与纸板内部结合状态有关。

2）不同浆层浆料的打浆度应当配合恰当。相邻纸层打浆度不超过3~5为宜。必要时添加淀粉或合成树脂等添加剂，以增进层间结合。

3）纸层结合时应有游离水存在，以给小纤维和细微组分所能够迁移的流动性。

4）逐步增加伏辊和压榨部压区强度，可进一步增进层间结合。

5）防止干燥水分急剧蒸发。

4．纸板压榨有哪些特点？采用哪些压榨比较高效？P358

特点：纸板定量大，脱水阻力大，脱水困难。

采用预压榨，缓慢地压出纸板中的水，使压力逐渐增加，以充分发挥主压榨的作用。有的纸板机还采用热压以增加压榨的脱水效果。

采用高效、高强度、热压榨等新技术。

5．靴式压光的原理及对纸板的质量影响如何？P369

靴式压光原理是基于水分梯度效应和温度梯度效应。压区越长，对压光的影响越大，高温还会使这种影响进一步增强。

质量影响：可大大降低线压，可以大大降低所需压力并能获得所希望的松厚度。较高的松厚度意味着挺度较高，可降低定量，从而节约纤维，降低成本。可改进纸板的表面性能和印刷性能。

6.纸板制造工业和相关加工工业有哪些常用的术语？其含义如何？

有关纸板的术语

?定量(basis weight)：单位面积的纸和纸板的质量，单位为g／m2。

?厚度(caliper or thickness)：纸板的厚度以微米(um)表示。

?纸板规格(size of a sheet)：纸板的宽度和长度。

?结构(structure)：指纸幅的组成，如后面图7-1。

?层(ply)：单一组成的纤维层。

?面层(top liner )：指网面的反面（即正面）

?挂面层（liners）：高质量纤维的面层（常为白色）

?衬层(under liner)：在外层（面层或挂面层）和中间层之间的纤维层

?中间层(middle or filler plies)：面层(或衬层)与底层之间的纤维层，也称为芯层。

?背层(back or bottom ply)：挂面层反面的纤维层

?双层(duples biplex)：基本含两层不同配料的纸板。

?三层(triplex)：基本含三层不同配料的纸板(外层配料可以有相同的组成)。

?多层(multiplex or multi-layer)：指多于三层的纸板。有两层以上可以是相同的配料。

?配料(furnish)：是指混合在浆料悬浮液中的不同物料组成，用以制造各层纸板。主要物料是纤维材料(原生纤维或二次纤维)、施胶剂、填料和染料等。

7. 常用的纸板有哪些？主要原料和用途是什么？

纸板的种类

(1)包装纸板(packing board)：包括箱纸板、牛皮箱纸板(kraft test liner)、瓦楞纸和白纸板等，主要用于制造纸盒、纸箱等。此类纸板用量最大，约占纸板总量的85 %～90％。

(2)液体包装纸板(1iquid packaging board)：主要用于牛奶等各种饮料的专用包装盒(桶)的制作。

(3)过滤纸板(filtration board)：如防毒面具用的过滤纸板、汽车和拖拉机等滤清器用的滤芯纸板等，主要用于过滤气体和液体

(4)建筑用纸板(architects board)：如屋顶防水用的油毡纸，作为隔墙使用的隔热、隔音纸板，供制作天花板或隔墙用的石膏护面纸板，土木工程用杂材纸板等。

(5)电绝缘纸板(insularing pressboard)：作为空气介质或油介质中的绝缘材料，用于电机、电气开关、变压器等电气设备的制造。也用于电气仪表和通信等弱电装置。

(6)印刷与装饰纸板(decorated board)：如供相册、精装书籍封面用的封面纸板，供画册、相册等衬套用封套纸板，供冲压制版用的字型纸板等。

(7)冲压纸板(die board)：如供制压模制品用的标准纸板，供制造扬声器用的扩音喇叭纸板，供纺织工业提花处理用提花纸板等。

(8)衬垫纸板(pad board)：供制造各种形状的衬垫用的纸板。

(9)其他工业用纸板：如用于汽车制造业的防水纸板，制鞋用纸板，手风琴风箱用纸板，纸制器皿(纸杯、

纸盘)用纸板等。

?规格：纸板可制成卷筒或平板。

8.纸板生产发展有哪些趋势？

纸板生产的发展方向：

1．纸板轻型化——向低定量、高强度、薄型纸板的方向发展。

2．用再生纸浆生产纸板。

3 ．改善纸板的外观质量和表面性能，品种多样化，以便更好地满足不同用户的要求。

4．采用化学助剂和生产复合材料的包装纸板，以满足特殊用途的需要。

9.生产纸板的浆料一般如何选择和配比？

合理确定浆料的选择与配比：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

?生产纸板用的浆料主要有化学浆、半化学浆、化学机械浆、磨木浆、褐色草浆、废纸浆

10.生产纸板时，有哪些因素影响纸板质量？

?纸板的物理性能指标有：松厚度、挺度、抗张强度、耐破度、环压强度等。

浆料的选择和配比

浆料的洗涤净化和筛选

合理打浆

抄造条件

除气与消泡

纸层的层结合和“脱层”

11.简述间歇式纸板的生产方法？

?纸板的间歇式生产也是由成形、压榨、干燥、压光和整理等单元操作构成。

?成形是采用圆网成形机或长网成形机。

13.说明并比较超级成型器和特超级成型器生产多层纸板的成形过程？p348

超级成形器

?是一个带附属流浆箱的圆网机。超级成形器的纤维悬浮液是在毛毯与成形网之间的压力楔形区中脱水的

?特点

?带附属流浆箱

?浆料在毛毯和成形网之间的压力楔形区脱水

?纸页匀度和质量好

?离心力和甩水效应使速度受限

14.纸板干燥常用哪些方法？

?纸板的干燥还是以烘缸干燥为主。但由于纸板定量高，干燥部需蒸发水量多而蒸发阻力大，使烘缸数量过多，因此许多纸板机采用热风干燥(如桥式干燥器)、红外线干燥、冷凝带干燥等技术。15.简述红外线技术在纸板干燥中的应用？

红外线能够穿透纸页内部，电磁辐射是由粒子组成的，当电磁波辐射时，能量被传递、反射或被吸收。当它被吸收时，将增加吸收体本身总能量，吸收体本身被加热。

?红外线有三种波段：长波、中波和短波，抄纸中常用中波和短波。

? 1.3～1.5μm短波红外线能够将高能量快速输入纸页并被纤维吸收，而且穿透力强，适合于在纸板干燥中应用。

16.冷凝带（CondeBelt）干燥技术过程原理如何？p360

原理：纸幅与同步运行的加热钢带相接触，钢带中的热量传递给纸幅从而使纸幅中的水分蒸发，纸幅的另一面与粗网接触，在粗网的下面是同步运行的冷却钢带。蒸汽在冷却钢带表面冷凝，粗网起贮水的作用，在粗网的上面通常还有一张细网以减轻纸幅的网痕。纸幅直接通过干燥箱

17.影响冷凝带干燥过程的因素有哪些？p360-361

●干燥速率快的原因：

a、加热钢带的厚度(1mm)比烘缸的壁厚小，传热快；

b、纸幅与热钢带的接触要比与烘缸的接触更加

紧密；c.冷热钢带之间的巨大温差产生的热管作用，使纸幅内空气非常稀薄，导致纸幅内的z向传热速度快；d.网子内的空气也非常稀薄，去除了空气对水蒸气转移的阻碍。

18. 冷凝带（CondeBelt）干燥纸板的质量有什么特点？p362

●冷凝带干燥的的纸板质量与性能：

◆纸幅中的半纤维素和木素软化和流动，柔软可塑，纤维结合紧密，表面平滑，适印性好。

◆在增强纤维的结合时没有造成纸幅的收缩。

◆由于受回湿影响小和弹性高的木素改变了纤维的表面及内部性质，纸板具有更好的耐湿性。

◆二次纤维原料可得到传统干燥法中新鲜纤维一样的强度。

◆避免纸幅收缩，纸机横向更均匀，纸板尺寸稳定性加强。

19.纸板的表面施胶和涂布一般采用什么方法？

?纸板表面施胶方法

压光机施胶：改善纸板的吸收性或抗渗透性

薄膜压榨设备：既可以作为表面施胶，又可作为纸板涂布的预涂设备。

压光机施胶一般采用水箱给胶料或水，如图7-59。

涂布方式：气刀涂布、可调刮棒涂布、组合刮刀涂布、帘式涂布等。

第八章纸和纸板的结构及性质

1．构成纸张的纤维自身的功能性

1）吸附与散射性功能：纤维具有微细纤维结构，使其具有光散射性、保温性、吸音性、吸附性及捕集气体等功能；

2）亲水性功能：纤维的分子链中存在许多羟基，亲水性强，具有吸湿、吸水膨胀和收缩等功能，使纸张易于吸湿；

3）氢键结合能力与强度功能：纤维素纤维羟基间有形成氢键结合的能力，具有较高的强度；

4）纤维素纤维本身具有较高的强度；

5）挠性与柔软性功能：纤维素纤维本身具有一定的挠性和柔软性，膨润后也能失去刚性；

6）可燃性功能：纤维易燃，因此纸和纸板也能燃烧。

7）色泽功能：纤维素本身是无色透明的，纤维则是不透明的，带白色到深褐色，因此，纸或纸板一般呈白色或灰褐色。

2．简述纸张结构特点

1）具有多相复杂的结构要素：纤维、填料、胶料和染料。

2）结构间有结合力：主要是氢键结合力，还有机械缠绕，物理相吸。

3）具有复杂的多孔结构：纤维间的网状结构，形成了纸或纸板的表面遍及到内部的多孔性构造。决定了纸的吸收性能、散射性能、透气性、平滑性、吸湿性、水分变化时的形稳性等。

4）具有三维结构的结构要素：纸和纸板在三维空间上分布的各向异性，表现在纤维的排列方向不同，不同长短的纤维分布不同，以及胶料、染料、填料和含有的空气量也不同。对纸幅各方向的主要性质有不同影响。

纤维絮聚的倾向对纸和纸板各个方向的性质也有影响。

5）纸页的两面性：成形的各向异性；一面与网面接触，一面与毛毯接触。

纸或纸板结构上的两面性会引起两面性质的差异，如表面结合强度、表面平滑度、书写和印刷的两面性，也会造成施胶和着色等的两面性。

3．匀度对纸张性质和质量的影响

1）影响纸张外观；

2）影响纸张大多数物理性能：如吸收性能；

3）表面卷曲，影响使用和进一步加工。

4）纸结构不均匀，纸的机械强度下降；

5）结构的不均匀性对透气度、透明度、吸收性能等有影响。

对纸板不规定匀度指标

4．造成纸张两面性的原因及改善途径

造成纸张两面差的原因：

①沿纸的厚度方向纤维定向排列是不同的；

②纸料在成形过程中的选分和洗刷作用；

③纸浆的配比；

④纸张正面容易高度着色的细小纤维的浓度较大，造成纸张两面颜色的差别。

减小纸张两面差的途径：

①尽可能使用细网目、较平滑的织物网；

②使用平滑压榨、反压榨、施胶压榨、饰面辊和压光机压光；

③在纸料中加入助留剂；

④对于圆网纸机，采用改良式圆网网槽；

⑤对于长网纸机，采用沟纹案辊、案板代替案辊，合理控制真空箱的真空度；

⑥在纸料中添加炭酰胺和酚醛树脂，可减少彩色纸颜色两面差；

⑦采用夹网成形器。

题型

5.导致纸张（纸板）纵横向差的主要原因及采取的措施。

导致纸张（纸板）纵向、横向差别的原因

1）与纤维在网上排列的方向性有关：纸页成形过程中，纤维大多数是纵向排列；（反面：纵向排列纤维数量是横向的10倍；正面：纵向是其它方向的2倍）

2)在干燥时纵向纸张所受张力较大：纵向抗张强度是横向的1.5～2.5倍。

3)受浆速与网速关系的影响：如浆速低于网速，由于梳理作用，着网时有更多的纤维被拉成平行于纸机运行方向，造成纵横向差别，其程度随浆速对网速滞后系数的增加而增强。

减少纵横向差别的措施

1）调节、控制好浆速与网速的关系

2）采用网案摇振并合理调节振幅和振次

3）调节干燥过程纸幅的牵引力和干毯的张紧程度

?对圆网纸机

1）采用侧流式网槽、改良逆流式网槽；

2）将圆网挂浆成形改为长网的喷浆成形

6.竖向性质对纸张（纸板）使用性能的影响。

纸张和纸板的竖向（Z向：厚度方向）

增加纤维的Z向排列：

1）提高不透明度，吸墨性；但紧度、平滑度降低；

2）提高卫生纸的柔软性，吸收性，纵向强度降低；

3）提高纸板的耐折度，降低了戳穿强度；

4）提高过滤用纸的过滤性能，密度、强度降低；

5）提高纸张（板）Z向抗张强度。

7.影响纸张脆性的主要原因

影响纸张脆性的主要因素

?紧度：紧度大的纸显得刚硬、脆性大；反之，脆性小。

?纤维的形态、微细结构和化学组成

?制浆过程的影响：备料环境、过煮、过漂、洗涤不良、酸性施胶、强压榨、强干燥以及回抄废纸、损纸等都能导致成纸发脆。

?成纸水分对纸张的脆性也有影响

8.纸表面结合强度的影响因素。

1）纸表面结合性能：指纸或纸板的印刷表面拉毛阻力，表明了纤维（纤维碎片）、填料、胶料三者间的结合强度，纸张表面强度不够，印刷时就会发生掉毛掉粉现象。

2）影响因素

（1）纤维与纤维之间结合越紧密，紧度越大，表面结合强度也越大。

（2）合理控制打浆，适当提高成浆的打浆度；

（3）适当提高压榨部的压力，严格控制干燥曲线。

（4）使用表面施胶和化学助剂。

9.影响不透明度的因素。

影响不透明度的因素：

?1）紧度：提高纸张的紧度，增加了纤维间的光学接触面积，降低了分散光线，从而降低了纸的不透明度；

?2）纸浆的化学组分：填料比纤维的光散射系数高，反射系数大，能提高成纸的不透明度和白度；

?3）打浆：使纤维细纤维化，增进了纤维的结合，提高了纸的紧度，降低了纸的光散射系数，从而使纸的不透明度下降；

?4）定量：定量增加，不透明度增大；

?5）压榨、压光：过重会降低成纸的不透明度。