造纸

From 百科知识_印刷百科_科印印刷网

Jump to: navigation, search

造纸(paper making)有机制手工两种形式。机制是在造纸机上连续进行,将适合于纸张质量的纸浆,用稀释至一定浓度,在造纸机的网部初步脱水,形成湿的纸页,再经压榨脱水,然后烘干。手工则用有竹帘聚酯网铜网框架,将分散悬浮于水中的纤维抄成湿纸页,经压榨脱水,再行晒干或烘干成纸。

目录

造纸术

主条目:造纸术 中国四大发明之一。人类文明史上的一项杰出的成就。

造纸术的发明和发展

主条目:纸的历史

纸是用以书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品。一般由经过制浆处理的植物纤维的水悬浮液,在网上交错的组合,初步脱水,再经压缩、烘干而成。中国是世界上最早发明纸的国家。根据考古发现,西汉时期(公元前206年至公元前8年),我国已经有了麻质纤维纸。质在粗糙,且数量少,成本高,不普及。

公元105年,蔡伦在东汉京师洛阳总结前人经验,改进了造纸术,以树皮、麻头、破布、旧渔网等为原料造纸。大大提高了纸张的质量的生产效率,扩大了纸的原料来源,降低了纸的成本,为纸张取代竹帛开辟了的前景,为文化的传播创造了有利的条件。关于蔡伦发明造纸见之古籍记载,《后汉书·蔡伦传》中说:“自古书契,多编以竹筒;其用缣者,谓之为纸。缣贵而简重,并不便于人。伦乃造意,用树肤、麻头及敝布、鱼网以为纸。”后世遂尊他为我国造纸术的发明人。

东汉的许慎在他编写中国第一部条理清楚、体系分明的字典《说文解字》里谈到“纸”的来源。他说:‘“纸”从系旁,也就是“丝”旁。’。这句说话见当时的纸主要是用绢丝类物品制成,与现在意义上的纸是完全不同的。纸的发明、发展及传播也是经过了一个曲折的过程。

公元105年发明造纸后, 造纸术就从河南向经济文化发达的其它地区传播。蔡伦被封到陕西洋县为龙亭侯,造纸术就传到汉中地区并逐渐传向四川。据蔡伦家乡湖南耒阳的民间传说,蔡伦生 前也向家乡传授过造纸术。东汉末年山东造纸也比较发达,出过东莱县(今掖县)的造纸能手左伯。另外,纸和藻饰书通过丝绸之路也先后传向 北方各少数民族地区。

晋代开始,我国书画名家辈出,大大促进了书画用纸的发展。如东晋书法家王羲之,在他父子时期书画用纸大有提高。晋与南北朝的书写纸抄经纸为麻和楮皮制造,纸面已敷用淀粉与白色矿物涂料并进行研光。

隋代统一南北后,唐、宋继承与发展了数百年造纸的成就,并开辟了唐、宋我过手工造纸的全盛时期:唐代书画与佛教盛行,使纸的需求剧增,造纸的原料扩大 到用藤和桑皮等。书画纸还用淀粉硝煮成涂料涂布后再经打蜡,最后用粗布或石块等揩磨砑光。写经纸还用黄檗染成黄色以避蠹。北宋时安徽已采用日晒夜收的办法 漂白麻纤维以制纸,抄出的生纸光滑莹白,耐久性好。南宋时我国南方已盛产竹纸,王安石、苏东坡等都喜欢用竹纸写字,认为竹纸墨色鲜亮,笔锋明快,当时受到 许多文人墨客的仿效,从而促进了竹纸的发展。宋代不但盛产竹纸,而且开始用稻、麦草造纸。北宋苏易简《文房四谱》中记载了浙江人以麦、稻杆做纸浆及与油藤 配用造纸。

到了明代,我国用竹子造纸的技术(指手工)已臻完善,该时代宋应星著的《天工开物》系统叙述了用竹子造纸的生产过程,并附有生产设备与操作过程的插图。该书已译成日、法、英文传人日本与欧洲,是我国系统记述造纸工艺的最早著作。

经过元、明、清数百年岁月,到清代中期,我国手工造纸已相当发达,质量先进,品种繁多,成为中华民族数千年文化发展传播的物质条件。

造纸术的流传

主条目:造纸术的流传

古代造纸方法

以我国古书「天工开物」卷中所记载之竹纸制造方法为例,作为介绍。古时以竹子造纸之步骤如下: 1. 斩竹漂塘 斩竹嫩竹, 放入池塘,裁泡一百日以上,利用天然微生物分解并洗去竹子之青皮。

2. 煮徨足火 将以上所得之竹子,放入〝徨〞桶内与石灰一道蒸煮八日八夜。

3. 舂臼 取出上述处理之竹子, 放入石臼,以石碓叩打直至竹子被打烂,形同泥面。

4. 荡料入帘 将被打烂之竹料倒入水槽内,并以竹帘在水中荡料,竹料成为薄层附于竹帘上面,其余之水则由竹帘之四边流下槽内。

5. 覆帘压纸 然后将帘反复过去,使湿纸落于板上,即成张纸。如此,重复荡料与覆帘步骤,使一张张的湿纸叠积上千张,然后上头加木板重压挤去大部分的水。

6. 透火焙干 将湿纸逐张扬起,并加以焙干。焙纸的设备是以土砖砌成夹巷,巷中生火,土砖温度上升之后,湿纸逐张贴上焙干。干燥后,揭起即得成纸。

==现代造纸方法== 

现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤

1.制浆的过程 制浆为造纸的第一步,一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种。

2.调制过程 纸料的调制为造纸的另一重点,纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的长短直接与它有关。

一般常见的调制过程大致可分为以下三步骤: a. 散浆  b.打浆  c.加胶与充填

3.抄造过程 抄纸部门的主要工作为将稀的纸料,使其均匀的交织和脱水,再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装,故一般常见之流程如下:

a.纸料的筛选 将调制过的纸料再稀释成较低的浓度,并借着筛选设备,再次的筛除杂物及未解离纤维束,以保持品质及保护设备。

b.网 部使纸料从头箱流出在循环的铜丝网或塑料网上并均匀的分布和交织。

c.压榨部 将网面移开的湿纸引到一附有毛布的二个滚辘间,藉滚辘的压挤和毛布的吸水作用,将湿纸作进一步的脱水,并使纸质较紧密,以改善纸面,增加强度。

d.压 光 由于经过压榨后的湿纸,其含水量仍高达52 - 70%,此时已无法再利用机械力来压除水分,故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。

e.卷 纸 由于经过压榨后的湿纸,其含水量仍高达52 - 70%,此时已无法再利用机械力来压除水分,故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。

g.裁切、选别包装:取前面已卷成筒状的纸卷多支,用裁纸机裁成一张张的纸,再经人工或机械的选别,剔除有破损或污点的纸张,最后将每五百张包成一包(通常叫做一令)。


现代造纸

一般指以水为纤维载体,经打浆、调料,使纸浆在滤网上脱水形成湿页纸,再进一步压榨脱水、烘干而成纸的生产工艺过程。用空气为纤维载体,在无水情况下形成纸幅的方法为干法造纸

打浆

用打浆设备叩打浓度为3~20%(一般为5%)的纸浆,使纤维被纵裂、切断和压溃,并达到工艺要求的长度及帚化、水化程度,称为成浆。成浆的特性赋予成纸以一定的特性,并直接地影响着造纸机的抄造条件。打浆通常被看成是成纸质量的决定性工艺因素。打浆设备型式很多,常用的有盘磨机、锥形精浆机与盆式打浆机,其结构原理基本相同。都是镶嵌式的或一体铸成的刀片组合或齿状刀盘,构成旋转的飞刀和固定的底刀或者两者相对旋转。在旋转中两组刀保持轻微的接触,对通过其间的纤维形成切断、挤压、搓揉的作用,使纤维端梢压溃呈丝裂状,形如扫帚,这个过程称为帚化。被帚化的纤维,其初生壁和次外生壁被破坏,纤维腔体吸水而膨胀柔软,具有持水能力,称为水化。测定成浆的脱水速度和持水度(也称保水值),可表示成浆所受的打浆程度称为打浆度,纤维帚化程度高,其脱水速度慢的称为粘状浆。反之,称为游离浆。

调料

调料可在打浆设备中完成或在单独的调料系统中完成。按成纸质量要求,选用一种或两种以上的成浆为原料,进行配合,加入规定的胶料对纸浆进行施胶,使成纸具有一定的抗水性能;加入填料使纸面印刷质量提高;对漂白纸浆进行调色或按规定进行染色,以改善白度及取得所需的色泽;调整纸浆酸值以利于纸浆脱水。在大规模生产中,这些配料是在纸浆输送过程按工艺顺序定量地连续加入。

上浆准备

为经过调料的成浆进入造纸机前的准备工序,包括纸机前筛选、用低真空脱除浆中存留的空气、调整纸浆浓度、消除浆流的脉动等。当代先进的纸机上浆量不均匀度保持在2%以下。

流送布浆

对进入造纸机的成浆,进行稀释并依靠流浆箱进行导流,以保证纸机全幅各部位的浆流量均匀一致。高速造纸机用水力式流浆箱,以导流元件表面对浆流的节流与扩散,产生微湍流效应,防止纤维絮聚。低速纸机则用敞开式流浆箱,靠纸浆在箱内隔仓间翻滚来防止絮聚,仅靠堰板控制浆流层厚薄。中速纸机用高位流浆箱或气垫流浆箱,依靠匀浆辊来驱散絮聚的浆团。各部位的浆流始终保持流量一致,纤维均匀分散,是成纸组织均匀的决定因素。

脱水成形

浆料在滤网上脱水均匀,才能保证成纸组织均匀。成形网必须平整,如有任何局部的倾斜、隆起或凹陷,都会造成这些局部纤维集聚过多或过少,以致成纸组织不均。上网纸浆浓度为0.2~1.0%,一般多为0.3~0.5%。纸浆脱水至干度8%左右,才基本形成湿纸页,开始具有承受自重的最低强度,湿纸强度随着干度的提高而增大。湿纸页在剥离成形网时,干度在16%左右;湿纸浆中的细小纤维和填料等,在成形网上随着水分脱除,靠网面的一面随水排出较多,造成纸页两面的性能明显不一致,从而导致纸页两面对印刷油墨吸收能力不一致的缺陷。成形网的经线与纬线交织处,与网眼处脱水速度不同,加上机械加压所产生的压痕,使纸靠网的一面有较重的网纹痕迹,造成纸页两面平滑度不一致。这种两面差的缺陷,直接影响印刷的质量。直到70年代成形网采用了叠网和夹网新技术后,纸页两面同时脱水才改善了这个两面差问题。

压榨脱水

用压榨辊的机械压力,在压榨毛布的承托下,对湿纸页加压,进一步脱水,以提高进入烘干部纸页的干度,从而减少干燥能耗,并减少断纸。湿纸在各压榨之间受到牵引拉伸的作用而损伤纸的强度。因而采用压榨毛布承托湿纸,以减少纸页强度损失,并可将压榨出的水带走,增加压榨效率。湿纸压榨后的干度约35~50%。

烘干成纸

利用蒸汽加热烘缸或热风气流干燥室,将湿纸水分蒸发至干度92~94%(纸板多为90~92%)。干度过高则成纸发脆,过低则易变形、卷曲或起皱,甚至发霉。有些品种,如印刷用纸,需要有自然时效处理过程,使成纸与环境温度和湿度平衡,全幅水分趋于一致,纸页表面纤维平服定形。

表面处理

对纸页表面进行施胶、涂布、染色等处理以提高表面使用质量。当今越来越多的纸张都要经过表面处理(见加工纸)。有的品种,在表面处理后再经机械压光或超级压光。至此,完成了纸页的全部制造过程,然后按用户的需要,切成平张或经过复卷卷成卷筒。

白水回用

造纸过程用水量很大。进入造纸机的纸浆浓度一般为 0.3~0.5%,即每吨绝干浆含水达200~300余吨,这些水的 90%以上将在网部和压榨部被排出。除此之外,在造纸机上冲洗成形网及压榨毛布的用水量也很大。由于这些排水中含有一定量的细小的纤维和填料,一般呈乳白色,故称白水。大量的白水如不加以回收利用,可使每生产一吨纸的耗水量高达300~500吨,并流失可观的纤维和填料(可达用浆总量的 5%左右)。因此,现代造纸厂均对造纸机配置较完善的白水回用系统,并尽量做到造纸用水的封闭循环。一般将网部含纤维量较多的白水直接回用于上网浆料的稀释,较稀的白水利用沉淀、过滤和气浮等装置加以处理,使白水中的纤维和填料分离出来,再用于造纸。处理后的清水可用于冲洗成形网及压榨毛布,或制浆造纸的其他生产过程。这样一般可使生产每吨纸的用水量降到30~50吨左右,并使纤维和填料的流失大为减少,也减轻了排水的污染负荷。

参考书目

  • 天津轻工业学院等合编、隆言泉主编:《制浆造纸工艺学》,下册,轻工业出版社,北京,1980。
Personal tools