技術(shù)交流:造紙知識二十問
答:現(xiàn)代造紙的原料有植物纖維(木材、竹、草類等),礦物纖維(石棉、玻璃絲等),其他纖維(尼龍,金屬絲等),還有用石油裂解得到的高分子材料。目前用于書寫、印刷、包裝的紙仍主要以植物纖維為主要原料制成。
2.造紙植物纖維原料的種類有哪些?
答:目前造紙工業(yè)用植物纖維原料主要可分為兩類:
木材纖維原料:直接從樹木中獲得的植物纖維。
非木材纖維原料:又分草類纖維原料、韌皮纖維材料和籽毛纖維材料。
3.紙張常用輔料的組成及作用是什么?
答:輔料是指為滿足紙張的不同使用性能而添加到紙張中的各種助劑。輔料由填料、膠料、色料和其他化學(xué)助劑組成。
填料能改進(jìn)紙張的平滑度和不透明度;膠料能使紙張具有抗水性能;色料能增加紙張的白度等;染料能給紙張上色;其他化學(xué)助劑可改變紙張的性質(zhì),以提供紙張某些特殊用途。
4.膠料的作用是什么?
答:用植物纖維生產(chǎn)的紙張,因纖維本身和纖維間存在大量的毛細(xì)孔,而且構(gòu)成纖維的纖維素、半纖維素含有大量親水的羥基,所以能吸收水或其他液體。為使紙張不被水或其他液體浸潤,需在紙中加入具有抗液性膠體物質(zhì)或成膜物質(zhì),即膠料,給予紙張抗液體滲透和擴(kuò)散的性能。在造紙工業(yè)中施加膠料的工藝過程稱為施膠。
5.施膠有哪些方法?
答:根據(jù)施膠效果的不同,施膠方法分為內(nèi)部施膠和表面施膠兩種。內(nèi)部施膠是將膠料加入紙漿中,再抄成具有憎液性的紙和紙板。常用膠料有松香膠料和合成膠料。表面施膠是在紙張表面涂上一層薄的膠料,從而使紙張具有憎液性能。常用膠料有淀粉、動(dòng)物膠、及合成膠料等。表面施膠主要用于膠版紙、書寫紙和有憎液性要求的包裝紙和紙板。
6.表面施膠對印刷紙性能的影響有哪些?
答:①增加紙張的抗水能力及表面強(qiáng)度,可減少膠印中紙張的掉毛現(xiàn)象;②改進(jìn)印刷適性,若表面膠料太少,印刷中紙張將吸收油墨中過多的連結(jié)料,造成印跡無光澤。相反,若表面膠料太多,將減慢油墨的干燥速率,導(dǎo)致蹭臟和光亮污點(diǎn);③增加紙張的可擦性,表面施膠可減少油墨的滲透,因而易于把油墨擦掉,增加了紙面的抗磨擦能力;④增加紙張的強(qiáng)度,如耐破度、耐折度和抗張強(qiáng)度;⑤減少紙張的兩面差和變形。
7.填料的作用是什么?
答:填料是為了使紙張獲得特定性能,如白度、不透明度、平滑度等,同時(shí),填料的加入使紙張內(nèi)部空隙變小變細(xì),從而增加紙張的油墨吸收性,并且使得吸墨性變勻。通常加入漿料中的不溶于水或微溶于水的礦物質(zhì),在印刷紙中含量約為10%-25%,不同的紙張?zhí)砑恿坎煌?,并且可能相差很?/p>
8.印刷用紙?zhí)盍蠎?yīng)具有哪些特性?
答:印刷用紙的填料應(yīng)具有高白度、高折射率、顆粒細(xì)小、水溶能力低、較低的密度及良好的化學(xué)穩(wěn)定性,另外,最好資源豐富,價(jià)格低廉。
9.印刷用紙的常用填料有哪些?
答:最常用的無機(jī)填料有滑石粉、白土、鈦白粉和碳酸鈣。其中鈦白粉是昂貴優(yōu)質(zhì)的填料;有機(jī)合成填料為一些高分子物質(zhì)。
10.填料對印刷紙張性能的影響有哪些?
答:印刷用紙加入填料可改進(jìn)紙張的印刷適性,如增加紙張的白度、平滑度、不透明度、挺度。改善紙張對油墨的親合力、柔軟度和穩(wěn)定性,從而有助于印刷品質(zhì)量的提高。當(dāng)然紙張中加入填料量太高也帶來一些不良的影響,主要表現(xiàn)為紙張強(qiáng)度的降低和施膠效果的下降,在印刷中易發(fā)生掉粉、掉毛現(xiàn)象,填料粒子傳遞到印版和橡皮布上會產(chǎn)生糊版等現(xiàn)象;由于填料有摩擦作用,還會磨損印版,但是用沉淀碳酸鈣(PCC)加填則可以使磨損印版降低到最低程度(金東目前采用)。
11.什么是紙張的不透明度?
答:不透明度是指紙張不透光的性質(zhì),紙張的不透明度取決于紙張的光散射能力、紙張內(nèi)部光散射界面的多少(即內(nèi)部獨(dú)立粒子的數(shù)量)和散射界面折射率差異的大小。光散射界面越多,散射界面間折射率差異越大,則紙張的光散射能力越大,不透明度越高。
12.填料如何影響紙張的不透明度?
答:沒有加填料的紙張是由纖維和空氣組成。空氣存在于纖維間的孔隙中,由于纖維與空氣的折射率不同,因此當(dāng)光束照射到紙張表面時(shí),即有部分光在纖維與空氣界面上發(fā)生散射,賦予紙張一定(較低)的不透明度,反映到印刷中,主要表現(xiàn)為極易透印。在紙張中加入折射率大于纖維素的填料后,增加了紙張內(nèi)部光散射界面的數(shù)量,即存在纖維與空氣間、填料與纖維間以及填料與空氣間三類不同的界面,在這三種界面中,填料與空氣間折射率的差值較大。因此光線在填料與空氣界面上得到最大散射,導(dǎo)致不透明度增加。
13.填料如何改善紙張表面平滑度?
答:纖維相互交織而形成的網(wǎng)絡(luò)總是存在大量的孔隙和表面凹凸不平處,加入細(xì)小顆粒填料后能改進(jìn)紙張的柔軟性和可塑性,能進(jìn)行更好壓光處理,從而可改進(jìn)壓光后紙張的平滑度。
14.填料對紙張強(qiáng)度的影響如何?
答:纖維間的結(jié)合是紙張強(qiáng)度的基礎(chǔ),填料的加入減少了纖維間的結(jié)合,所以加入大量填料會使紙張強(qiáng)度顯著下降。其中抗張強(qiáng)度、耐折度和耐破度下降較大,撕裂度下降較小,使用填料的用量有一定限制。
15.填料如何影響紙張的松厚度?
答:紙張纖維的密度為1g/cm3左右,而填料的密度大多在2.5-3.0g/cm3。因此填料的加入將會降低紙張的松厚度。但當(dāng)加入的填料量較少時(shí),松厚度隨填料量增加而增加,短纖維的紙張尤為明顯。
16.填料如何影響紙張的挺度?
答:紙張的挺度是紙張厚度和彈性模量的函數(shù)。填料對挺度的影響應(yīng)將填料對松厚度和抗張強(qiáng)度的影響綜合起來考慮。當(dāng)加填料量小時(shí),填料的加入基本不影響紙張的挺度,當(dāng)加填料量再增加時(shí),挺度則隨填料量增加而顯著減小。
17.色料在紙張中的作用是什么?
答:即使是經(jīng)過漂白處理的紙漿纖維也是略呈黃色或灰白,這是由于紙漿纖維中所含木素傾向于吸收波長在400-500nm的紫色和藍(lán)色光所致,紙漿中木素含量愈多,其色澤也就愈深。因此要使紙張具有更高的白度,常在漂白漿中加入藍(lán)紫色或紅藍(lán)色染料。生產(chǎn)有色紙還必須進(jìn)行染色處理。
18.色料的成分有哪些?
答:色料是用于紙張染色和調(diào)色的顏料和染料。顏料大多是無機(jī)物,多數(shù)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,或經(jīng)化學(xué)處理后能溶于水。
19.紙張輔料中的其他化學(xué)助劑及作用?
答:為適應(yīng)紙張某些特殊用途的需要,常在紙漿或紙中摻用各種類型的非纖維性添加劑。按其用途劃分,大致可分為如下幾類:
?、贊駨?qiáng)劑。濕強(qiáng)劑是為增加紙頁的濕強(qiáng)度而加入的助劑,如脲醛樹脂和酚醛樹脂等。
?、诟蓮?qiáng)劑。如陽離子淀粉,聚丙烯酰胺等。
③助留劑。為減少造紙過程中填料和細(xì)小纖維的流失而加入的助劑,如聚丙烯胺、聚氧化乙烯和聚乙烯亞胺等。
?、芟輨S糜谙旒堖^程中的泡沫。如硅油、松節(jié)油、十三醇、磷酸三丁酯、戊醇和辛醇等。
?、菘顾畡?。主要用于對抗水能力有較高要求的紙中。如石蠟、金屬皂、乙二醛、三聚氰胺甲醒樹脂和丙烯酸二甲胺基乙脂等。
20.紙張如何進(jìn)行簡單分類?
答:紙張通常依用途可以分為文化用紙、工業(yè)用紙、生活用紙和特殊用紙,其中文化用紙可以簡單地分為非涂布紙和涂布紙。未經(jīng)涂布加工的紙張稱之為非涂布紙,如新聞紙、膠版紙、靜電復(fù)印紙和書寫紙等;經(jīng)涂布加工的紙張稱之為涂布紙,如銅版紙、掛歷紙、亞光紙、玻璃卡紙等。
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