非纤维添加物质应用公开课课件.pptx

1、 常用的添料工艺v施胶v加填v染色v使用化学助剂牛牛文库文档分享施 胶v一、概述v（一）施胶的目的 赋予纸页抗墨水、抗油、抗血、抗水和水汽浸蚀的功能。v（二）施胶程度（施胶度）分为重施胶、中度施胶、轻度施胶和不施胶。牛牛文库文档分享v（三）施胶方法v 纸内施胶（浆内施胶）v 纸面施胶（表面施胶）v 双重施胶（浆内和表面均施胶）v（四）施胶剂v 松香胶类（松香胶、强化松香胶和分散松香胶等）v 合成胶（中性施胶剂AKD等）v 表面施胶剂（氧化淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素等）牛牛文库文档分享二、施胶效果理论 （一）液体在纸页上的扩散与渗透v 纸或纸板主要由纤维组成，纤维具有亲水性。纤维本身有微细管，

2、纸页上又有许多孔隙，能起毛细管作用，这样液滴便会在纸面上产生扩散与渗透现象，使纸具有吸液性能。v 阻止纸页的吸液性能，就要防止液体在纸页上的渗透与扩散。牛牛文库文档分享（二）接触角与表面润湿v 液滴能否在纸面产生扩散并使其润湿，主要取决于纸面对液滴的附着力和液滴本身的内聚力之间的平衡关系。v附着力 内聚力 液滴产生扩散v内聚力 附着力 形成液珠牛牛文库文档分享 纸页抗拒液滴润湿的方法v1、降低纸面对液滴的附着力、降低纸面对液滴的附着力 v2、增加液滴本身的内聚力、增加液滴本身的内聚力 内聚力是液滴本身固有的物理性质，一般不予改变。唯一的方法是降低纸面对液滴的附力。而内聚力与附着力之间的平衡关系

3、主要取决于两相间接触角的大小。牛牛文库文档分享三、施胶过程理论v 纤维和松香粒子在水中均带负电荷，相互不能接近。为了使松香胶粒子与纤维结合，必须消除这一障碍。v 由胶体电位（电泳淌度、Zeta电位）的研究证实，在pH46范围内，松香胶加入硫酸铝液后，所生成的沉淀物具有正电性，这一现象与施胶过程有重要的关系。牛牛文库文档分享 2、松香胶沉积物的形成v 在施胶过程中，加入沉淀剂（矾土等）后会使松香胶粒子与纤维吸附。但究竟是先使胶料粒子带上正电荷沉淀到纤维表面，还是先使纸浆纤维带上正电荷吸附胶料粒子？牛牛文库文档分享 界面动电势学说：v实验结果表明：由于胶料粒子的负电位较高，粒径较小，所以优先吸附三

4、价水合铝离子（六水铝离子）。牛牛文库文档分享 （三）配位学说v 配位理论认为，施胶效应是水合铝离子、松香酸和纤维素进行络合反应的结果。牛牛文库文档分享配位学说牛牛文库文档分享（四）施胶效应的完成v 施胶效应的最后取得是在纸页干燥过程中完成的。v 松香胶料是两性分子，v 松香（R-COOH）中的羧基（-COOH）是一个极性基，具有亲水性。v R-基（C19H29-)为非极性基，是疏水性基团。牛牛文库文档分享施胶效应的完成v 松香胶沉淀物定着到纤维表面之后，只有发生定向排列，才能取得抗液性的施胶效果。v 干燥前 干燥后牛牛文库文档分享三、纸内施胶三、纸内施胶（一）松香胶体系1、松香 松香是由称为树

5、脂酸的一系列三环酸所组成，是一种复杂的混合体，松香酸是该系列的主要成分，其分子式为C19H29COOH，分子量302.04。松香是一种棕色透明的水不溶固体，其颜色从很浅的琥珀色到深红褐色不等。牛牛文库文档分享v1、皂化的目的 皂化是将松香和皂化剂在一定的温度下反应，使不溶于水的松香酸转化为溶于水的松香酸钠。二、皂化松香二、皂化松香牛牛文库文档分享 4、松香胶的分类v以游离松香含量划分v 褐色胶褐色胶又称中性胶。不含游离松香，即全部松脂酸都被皂化，胶液呈中性或微碱性，颜色为暗褐色。v 白色松香胶白色松香胶含有2040的游离松香。颜色呈乳白色，呈碱性。v 高游离松香胶高游离松香胶含有7080的游离

6、松香。性质不稳定，易凝聚成大颗粒。牛牛文库文档分享中性施胶是指在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。二氧化钛又名钛白粉，是一种高级填料，其白度高（95%），粒度小（0.褐色胶又称中性胶。导电纸加入碳黑，以获得导电性。淀粉是一种天然高分子化合物，是一种重要的表面施胶剂。沉淀碳酸钙（PCC）在浆料中，这些荧光能对橙黄或浅绿起补色效应二产生显白效果。3、烘缸表面施胶可提高纸页的平滑度和匀度，改善印刷适性。但耐光、耐热性极差，对酸、碱、氯根的抵抗力也弱。甲基纤维素。淀粉是一种天然高分子化合物，是一种重要的表面施胶剂。又称高岭土。中性施胶剂就是为适应中性或碱性抄纸而发展起来的。上等

7、的色泽浅而透明，称为明胶。第九章 非纤维添加物质的应用（二）2、提高纸张的物理强度和表面性能。内聚力是液滴本身固有的物理性质，一般不予改变。1)针状体（霰石，aragonite PCC）纸或纸板主要由纤维组成，纤维具有亲水性。（三）强化松香胶v1、强化松香胶的理论依据v 松香胶起作用的官能基是羧基。天然松香只有一个羧基。若能设法增加松香中羧基的数量，则可望提高松香胶的施胶性能。牛牛文库文档分享2、马来松香v 马来松香是一种改性松香，将松香在熔融状态加入马来酐（顺丁烯二酸酐）。所得产物有三个羧基。牛牛文库文档分享（四）分散松香胶v1、特点v 普通松香胶均为皂型松香胶。而高分散松香胶是100 游离

8、松香的高游离松香分散体。v 少用或不用硫酸铝作沉淀剂，可用在pH67的条件下施胶。v 施胶效果是普通松香胶的两倍左右。牛牛文库文档分享（五）合成胶v1、中性施胶与中性、碱性造纸、中性施胶与中性、碱性造纸v 合成胶是一类中性施胶剂。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。v 中性、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。牛牛文库文档分享 三、表面施胶 属于纸加工的一种工艺。v（一）目的和用途（一）目的和用途 v1、提高纸张表面的憎液性能和印刷适性。v2、提高纸张的物理强度和表面性能。v3、减少纸页的两面差和变

9、形。v4、减少胶料的流失。牛牛文库文档分享（二）表面施胶方法牛牛文库文档分享辊式表面施胶（垂直辊）牛牛文库文档分享 辊式表面施胶（倾斜辊）牛牛文库文档分享2、槽式表面施胶牛牛文库文档分享 3、烘缸表面施胶牛牛文库文档分享是以乙炔或石油为原料，聚合制成聚醋酸乙烯脂，再经碱或酸水解而成的高分子聚合物。2、提高纸张的物理强度和表面性能。白色松香胶含有2040的游离松香。人 造 染 料 1、碱性染料2、松香胶沉积物的形成常用品种有改性淀粉：除折光率较低外，其余性能与滑石粉相似。2)偏三角面体（scalenohedral PCC）阻止纸页的吸液性能，就要防止液体在纸页上的渗透与扩散。常用品种有改性淀粉：

10、偏三角面体PCC 菱形六面体PCC1、滑石粉（Talc）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。2、提高纸张的物理强度和表面性能。偏三角面体PCC 菱形六面体PCC为了使松香胶粒子与纤维结合，必须消除这一障碍。2、改善纸页的表面性能和印刷适性合成胶是一类中性施胶剂。又称高岭土。阻止纸页的吸液性能，就要防止液体在纸页上的渗透与扩散。4、压辊表面施胶牛牛文库文档分享 5、压光机表面施胶牛牛文库文档分享（三）表面施胶剂v1、淀粉v 淀粉是一种天然高分子化合物，是一种重要的表面施胶剂。v 常用品种有改性淀粉：v 氧化淀粉 羟烷基淀粉v 阳离子淀粉 阴离子淀粉v 酶

11、化淀粉牛牛文库文档分享表面施胶剂v2、纤维素衍生物、纤维素衍生物v 羧甲基纤维素羧甲基纤维素CMC，用漂白木浆加烧，用漂白木浆加烧碱和氯乙酸经醚化制成。广泛用于造纸工碱和氯乙酸经醚化制成。广泛用于造纸工艺中的浆内施胶和表面施胶，以提高纸页艺中的浆内施胶和表面施胶，以提高纸页的强度和耐油性与吸墨性。的强度和耐油性与吸墨性。v 此外，还有此外，还有v 甲基纤维素。甲基纤维素。v 羟乙基纤维素羟乙基纤维素牛牛文库文档分享表面施胶剂v3、聚乙烯醇、聚乙烯醇PVAv 是以乙炔或石油为原料，聚合制成聚是以乙炔或石油为原料，聚合制成聚醋酸乙烯脂，再经碱或酸水解而成的高分醋酸乙烯脂，再经碱或酸水解而成的高分子

12、聚合物。子聚合物。v 具有良好的胶粘强度和成膜性，主要具有良好的胶粘强度和成膜性，主要用于表面施胶。用于表面施胶。牛牛文库文档分享表面施胶剂v动物胶动物胶v 是用动物的骨头、皮等提炼是用动物的骨头、皮等提炼出来的一种蛋白质。上等的色泽浅出来的一种蛋白质。上等的色泽浅而透明，称为明胶。可以用于造纸而透明，称为明胶。可以用于造纸的表面施胶。的表面施胶。牛牛文库文档分享第九章 非纤维添加物质的应用（二）牛牛文库文档分享v一、加填的目的和作用一、加填的目的和作用v1、改变纸的光学性质v 纤维素的折光率为1.53，(滑石粉1.57,瓷土1.55）v 填料的折光率和光散射系数均大于纤维素。v 通过改变折光

13、率和光散射系数，增加纸页的不透明度和亮度，并防止透印。加 填牛牛文库文档分享 理想填料的粒度，相当于测量光速波长（457nm）的一半，即250nm。牛牛文库文档分享v2、改善纸页的表面性能和印刷适性v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。v3、赋予纸页某些特殊功能v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。牛牛文库文档分享直接大红纤维本身有微细管，纸页上又有许多孔隙，能起毛细管作用，这样液滴便会在纸面上产生扩散与渗透现象，使纸具有吸液性能。松香胶沉淀物定着到纤维表面之后，只有发生定向排列，才能取得抗液性的施胶效果。

14、干燥前 干燥后纤维和松香粒子在水中均带负电荷，相互不能接近。施胶效果是普通松香胶的两倍左右。造纸工业中主要使用人造染料。（一）目的和用途合成胶是一类中性施胶剂。配位理论认为，施胶效应是水合铝离子、松香酸和纤维素进行络合反应的结果。合成胶（中性施胶剂AKD等）纤维和松香粒子在水中均带负电荷，相互不能接近。3），具有较高的光泽度和光散射系数，覆盖力强，能显著地增加纸页的白度和不透明度。不含游离松香，即全部松脂酸都被皂化，胶液呈中性或微碱性，颜色为暗褐色。广泛用于造纸工艺中的浆内施胶和表面施胶，以提高纸页的强度和耐油性与吸墨性。但耐光、耐热性极差，对酸、碱、氯根的抵抗力也弱。淀粉是一种天然高分子化合

15、物，是一种重要的表面施胶剂。配位理论认为，施胶效应是水合铝离子、松香酸和纤维素进行络合反应的结果。松香胶类（松香胶、强化松香胶和分散松香胶等）二、施胶效果理论 （一）液体在纸页上的扩散与渗透v4、节省纤维原料，降低生产成本v 填料的价格是几分钱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。v 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。牛牛文库文档分享三、常用填料（Fillers）v1、滑石粉（Talc）在国内使用最为广泛，白度较高（96.8%），粒子呈鳞片状，有皂滑的手感。可提高纸页的平滑度和匀度，改善印刷适性。对施胶的影响较小，价格

16、低廉。牛牛文库文档分享v2、瓷土（Clay）又称高岭土。使用较广泛。除折光率较低外，其余性能与滑石粉相似。此外，瓷土加填对纸页的强度指标影响较大。牛牛文库文档分享3、碳酸钙（Calcium Carbonate）用于造纸加填用的主要有两种：v天然碳酸钙v研磨碳酸钙、白垩（e）（Grinding limestone,GCC）人造碳酸钙 沉淀碳酸钙（Precipitated Products Made Synthetically,PCC）牛牛文库文档分享研磨碳酸钙(Limestone,GCC)牛牛文库文档分享 沉淀碳酸钙（PCC）v沉淀碳酸钙有三种结构：v1)针状体（霰石，aragonite PCC

17、）v2)偏三角面体（scalenohedral PCC）v3)菱形六面体（rhombohedral PCC）牛牛文库文档分享 偏三角面体PCC 菱形六面体PCC牛牛文库文档分享4、二氧化钛（Titanium Dioxide）v 二氧化钛又名钛白粉，是一种高级填料，其白度高（95%），粒度小（0.15-0.3），具有较高的光泽度和光散射系数，覆盖力强，能显著地增加纸页的白度和不透明度。牛牛文库文档分享四、填料的选用v1、书写纸、有光纸等一般纸种，应选用价廉且能满足质量要求的普通填料；v2、薄型字典纸（40g/m2以下），可采用质量良好的二氧化钛填料。牛牛文库文档分享第九章 非纤维添加物质的应用（

18、三）牛牛文库文档分享3、对某些纸种，需要提高白度，因此需（浸渍法、压光法和涂布法）附着力 内聚力 液滴产生扩散染料溶于水，着色质量好。3)菱形六面体（rhombohedral PCC）二氧化钛又名钛白粉，是一种高级填料，其白度高（95%），粒度小（0.松香（R-COOH）中的羧基（-COOH）是一个极性基，具有亲水性。阳离子淀粉 阴离子淀粉淀粉是一种天然高分子化合物，是一种重要的表面施胶剂。除折光率较低外，其余性能与滑石粉相似。纤维素的折光率为1.三、表面施胶 属于纸加工的一种工艺。附着力 内聚力 液滴产生扩散1、辊式表面施胶（水平辊）1、为了生产颜色纸需进行染色。阻止纸页的吸液性能，就要防止

19、液体在纸页上的渗透与扩散。合成胶是一类中性施胶剂。此外，瓷土加填对纸页的强度指标影响较大。配位理论认为，施胶效应是水合铝离子、松香酸和纤维素进行络合反应的结果。导电纸加入碳黑，以获得导电性。染 色v一、染色和调色的目的v1、为了生产颜色纸需进行染色。v2、生产白纸需对纸页进行调色，以使得 每批产品的色调趋于一致。v3、对某些纸种，需要提高白度，因此需 加入增白剂增白。牛牛文库文档分享三、色料的分类和性质v色料分为：v 颜料有色的填料，不溶于水，与纤维无亲和能力，着色的质量主要取决于其粒度及其在纸页上的分散。分为无机颜料和人造颜料两种。v 染料溶于水，着色质量好。分为天然染料与人造染料两种。造纸

20、工业中主要使用人造染料。牛牛文库文档分享人 造 染 料 1、碱性染料v 具有氨基碱性基团的有机化合物。可溶于水，着色力极强，容易使纤维上色，色彩鲜艳，价格低廉。在造纸生产上应用广泛。v 但耐光、耐热性极差，对酸、碱、氯根的抵抗力也弱。故产品容易褪色。牛牛文库文档分享2、酸性染料v 具有苯羟基或磺酸基的酸性有机化合物，呈酸性。其染色离子时酸根与钠、钾和铵等阳离子结合而成，极易溶于水，水的硬度和浆温对染色影响不显著。v 酸性染料的着色能力和色度的鲜明性较碱性染料差一些，而耐光、耐热性比碱性染料强，但耐酸、耐碱和抗氯性能极差，抗潮解性也较弱。牛牛文库文档分享3、直接染料v 直接染料是含有磺酸基团的偶

21、氮化合物，在水中的溶解度比酸性染料差，不溶于冷水，可溶于50oC以上的热水中。v水的硬度对其略有影响。v 直接染料的着色力和鲜艳度均远不如碱性染料，而耐热性、耐光性优于碱性和酸性染料。牛牛文库文档分享常用直接染料v直接品蓝v 直接胡蓝v 直接桔黄v 直接大红v 直接猩红牛牛文库文档分享4、荧光增白剂v 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。牛牛文库文档分享荧光增白剂的增白机理v 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。v 在浆料中，这些荧光能对橙黄或浅绿起补色效应二产生显白效果。因此荧光增白剂对

22、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。牛牛文库文档分享四、染色方法及影响因素v（一）染色方法 v浆内染色v （间歇染色、连续染色）v纸面染色v （浸渍法、压光法和涂布法）牛牛文库文档分享 界面动电势学说：v实验结果表明：由于胶料粒子的负电位较高，粒径较小，所以优先吸附三价水合铝离子（六水铝离子）。牛牛文库文档分享普通松香胶均为皂型松香胶。其染色离子时酸根与钠、钾和铵等阳离子结合而成，极易溶于水，水的硬度和浆温对染色影响不显著。三、常用填料（Fillers）而内聚力与附着力之间的平衡关系主要取决于两相间接触角的大小。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

23、行的施胶。具有苯羟基或磺酸基的酸性有机化合物，呈酸性。褐色胶又称中性胶。在浆料中，这些荧光能对橙黄或浅绿起补色效应二产生显白效果。除折光率较低外，其余性能与滑石粉相似。不含游离松香，即全部松脂酸都被皂化，胶液呈中性或微碱性，颜色为暗褐色。酶化淀粉沉淀碳酸钙（PCC）松香胶类（松香胶、强化松香胶和分散松香胶等）导电纸加入碳黑，以获得导电性。填料的价格是几分钱1kg，而纤维原料的价格是几元钱1kg。4、节省纤维原料，降低生产成本施胶效果是普通松香胶的两倍左右。如卷烟纸加碳酸钙，改进透气性，调节燃烧速度。中性施胶剂就是为适应中性或碱性抄纸而发展起来的。因此荧光增白剂对纸浆的作用只是一种光学作用，并未

24、对纸浆起漂白或染色作用。4、松香胶的分类v以游离松香含量划分v 褐色胶褐色胶又称中性胶。不含游离松香，即全部松脂酸都被皂化，胶液呈中性或微碱性，颜色为暗褐色。v 白色松香胶白色松香胶含有2040的游离松香。颜色呈乳白色，呈碱性。v 高游离松香胶高游离松香胶含有7080的游离松香。性质不稳定，易凝聚成大颗粒。牛牛文库文档分享（五）合成胶v1、中性施胶与中性、碱性造纸、中性施胶与中性、碱性造纸v 合成胶是一类中性施胶剂。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。v 中性、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。牛

25、牛文库文档分享（三）表面施胶剂v1、淀粉v 淀粉是一种天然高分子化合物，是一种重要的表面施胶剂。v 常用品种有改性淀粉：v 氧化淀粉 羟烷基淀粉v 阳离子淀粉 阴离子淀粉v 酶化淀粉牛牛文库文档分享v2、瓷土（Clay）又称高岭土。使用较广泛。除折光率较低外，其余性能与滑石粉相似。此外，瓷土加填对纸页的强度指标影响较大。牛牛文库文档分享 沉淀碳酸钙（PCC）v沉淀碳酸钙有三种结构：v1)针状体（霰石，aragonite PCC）v2)偏三角面体（scalenohedral PCC）v3)菱形六面体（rhombohedral PCC）牛牛文库文档分享4、二氧化钛（Titanium Dioxide

26、）v 二氧化钛又名钛白粉，是一种高级填料，其白度高（95%），粒度小（0.15-0.3），具有较高的光泽度和光散射系数，覆盖力强，能显著地增加纸页的白度和不透明度。牛牛文库文档分享在浆料中，这些荧光能对橙黄或浅绿起补色效应二产生显白效果。少用或不用硫酸铝作沉淀剂，可用在pH67的条件下施胶。人 造 染 料 1、碱性染料阻止纸页的吸液性能，就要防止液体在纸页上的渗透与扩散。配位理论认为，施胶效应是水合铝离子、松香酸和纤维素进行络合反应的结果。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。褐色胶又称中性胶。偏三角面体PCC 菱形六面体PCC此外，瓷土加填对纸页的强度指标影

27、响较大。可提高纸页的平滑度和匀度，改善印刷适性。1、滑石粉（Talc）褐色胶又称中性胶。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。广泛用于造纸工艺中的浆内施胶和表面施胶，以提高纸页的强度和耐油性与吸墨性。2、松香胶沉积物的形成直接猩红界面动电势学说：3)菱形六面体（rhombohedral PCC）直接桔黄上等的色泽浅而透明，称为明胶。2、酸性染料v 具有苯羟基或磺酸基的酸性有机化合物，呈酸性。其染色离子时酸根与钠、钾和铵等阳离子结合而成，极易溶于水，水的硬度和浆温对染色影响不显著。v 酸性染料的着色能力和色度的鲜明性较碱性染料差一些，而耐光、耐热性比碱性染料强，但耐酸、耐碱和抗氯性能极差，抗潮解性也较弱。牛牛文库文档分享