加工紙與特種紙(第四版)（簡體書）

第四版前言

隨著科學技術的不斷進步和人民物質文化生活的不斷提高，造紙工業發展迅速，加工紙特種紙的技術進步更是日新月異，品種越來越多，技術要求越來越高。本教材適應了這種發展的需要，受到讀者的歡迎，對於我國高等學校制漿造紙工程專業的人才培養和制漿造紙產業的發展起到了重要的保障和推動作用。本教材於2001年、2004年和2009年分別出版了第一版、第二版和第三版。此次出版，根據形勢發展和教學需要，對全書的結構和編寫大綱做了比較大的調整，更加注重提高教材的教學屬性，加強各章節之間的邏輯性，各位作者在總結教學經驗，廣泛聽取各方面意見，大量查閱和收集新資料的基礎上，針對我國加工紙和特種紙產業的發展及我國制漿造紙工程專業學生造紙專業課知識體系構建的需求，盡可能地補充更新了近幾年加工紙特種紙領域的理論創新和技術進步，對內容做了比較大的調整和修改。

本教材實際上也是一本技術專著，既可供高校的本科生作為教材使用，也可以作為企業的工程技術人員的參考書。

本書第一、二章由陜西科技大學張美云教授編寫，第三章由陜西科技大學林濤教授編寫，第四章由大連工業大學平清偉教授編寫，第五章由齊魯工業大學趙傳山教授、第六章由華南理工大學胡建教授編寫。同時，陜西科技大學宋順喜博士、楊斌博士在全書的編輯過程中做了大量工作。全書由張美云教授主編。

由於我們的水平有限，書中難免存在缺點和錯誤，懇請專家和讀者批評指正。

編者

2018年12月

目 錄

第一章 緒 論 1

一、加工紙、特種紙及功能紙的概念 1

二、加工紙和特種紙的分類 3

三、加工紙和特種紙的整體水平 9

四、加工紙和特種紙的歷史 12

五、加工紙和特種紙的發展趨勢 14

習題與思考題 16

參考文獻 17

第二章 塗布印刷紙原紙 18

第一節 原紙的基本要求 18

第二節 原紙生產的技術要點 22

一、原紙的配比 22

二、原紙的打漿 24

三、原紙的漿內施膠 25

四、原紙的表面施膠 26

五、原紙的加填 27

六、原紙漿內添加助劑 28

七、紙機抄造 28

第三節 原紙主要質量指標及其生產控制 28

一、塗布原紙的機械強度 29

二、原紙對塗料的適應性 30

三、原紙的平整性及形變 33

四、塗布原紙的外觀特性 33

習題及思考題 36

參考文獻 37

第三章 顏料塗布加工紙 38

第一節 概 述 38

一、生產流程 38

二、塗層的表面及結構 38

三、品種、規格和質量指標 40

第二節 顏料塗布紙的原料 44

一、顏料 44

二、膠粘劑 72

三、添加劑 91

第三節 塗料的制備及質量控制 95

一、塗料制備的物理化學原理 95

二、塗料的配方 116

三、塗料的制備方法 118

四、塗料制備設備 125

五、塗料的質量指標及其檢測 134

第四節 顏料塗布方法 138

一、塗布方法的發展過程 138

二、塗布方式 139

三、塗布設備 140

四、幾種塗布新技術 155

第五節 顏料塗布紙的幹燥 160

一、幹燥的基本原理 160

二、幹燥速率的確定 161

三、幹燥設備 163

四、幹燥工藝及其對塗布紙性能的影響 169

五、幹燥技術的發展 172

第六節 顏料塗布紙的整飾及性能 173

一、超級壓光 173

二、軟輥壓光 176

三、刷磨拋光 179

四、壓光技術的發展 180

第七節 塗布機的整機結構及操作 182

一、退紙架及紙幅跑偏的校正 183

二、卷取與張力調整 184

三、塗布紙的機上檢測與控制 186

第八節 鑄塗加工 190

一、概 述 191

二、鑄塗塗料的組成及特點 194

三、高光澤鑄塗紙的塗布及設備 197

四、影響高光澤鑄型塗布的主要因素 199

第四章 非塗布加工紙 204

第一節 復合加工紙 204

一、概述 204

二、復合加工紙用基材 205

三、復合加工用膠黏劑 208

四、復合加工方法 214

五、典型產品的加工方法及用途 223

第二節 變性加工紙 224

一、鋼紙 224

二、植物羊皮紙 232

三、植物纖維改性與幅狀材料成型 239

第三節 浸漬加工紙 241

一、概述 241

二、影響浸漬加工的主要因素 243

三、浸漬加工工藝與設備 244

四、浸漬加工紙的種類及用途 246

第四節 機械加工紙 248

一、概述 248

二、起瓦楞加工 248

三、起皺加工 252

四、軋花加工和磨光加工 253

第五節 成型加工紙 255

一、常用成型加工?紙特性及要求 255

二、主要成型加工紙產品及其加工工藝 259

第六節 紙漿模塑加工 265

一、概述 265

二、紙漿模塑的成型 265

三、助劑的使用 268

四、紙漿模塑成型設備 268

五、紙漿模塑幹燥設備 273

參考文獻 273

習題及思考題 274

第五章 植物纖維基特種紙 275

第一節 文化信息類特種紙 275

一、無碳復寫紙 275

二、熱敏記錄紙 287

三、特種印刷紙 299

四、防偽紙 305

第二節 工農業用特種紙 311

一、卷煙紙 311

二、 煙草薄片 320

三、絕緣紙 327

四、地膜紙 333

五、育果袋紙 337

第三節 生活裝飾類特種紙 347

二、耐磨紙 352

三、皮革離型紙 357

四、防黏紙 363

第四節 包裝特種紙 373

一、真空鍍膜紙 373

二、食品包裝紙 380

三、醫療包裝紙-透析紙 386

四、功能型瓦楞紙 390

五、蔬菜紙 398

第六章 非植物纖維基特種紙 401

第一節 概述 401

一、 非植物纖維基特種紙的定義及分類 401

二、非植物纖維基特種紙的性能和應用 402

三、非植物纖維基特種紙的發展概況 405

第二節 非植物纖維原料 407

一、合成纖維 407

二、人造纖維 414

三、 動物纖維 415

四、金屬纖維 417

五、合成漿粕 417

六、高性能纖維 421

第三節 非植物纖維基特種紙的抄造 429

一、纖維在水中的分散絮聚機理 429

二、非植物纖維備料 431

三、非植物纖維基特種紙的紙料制備及流送 432

四、非植物纖維基特種紙的成形工藝及設備 433

五、非植物纖維基特種紙的紙頁增強和功能化 438

第五節 非植物纖維基特種紙的應用舉例 448

一、芳綸紙 448

二、電池隔膜紙 452

三、碳纖維紙 454

四、玻璃纖維紙 456

五、茶葉濾紙 458

六、發動機過濾紙 459

七、濕式紙基摩擦材料 461

八、碳納米管紙 463

習題及思考題 464

參考文獻 464

第一章 緒 論

紙作為一種柔性片狀材料，在國民經濟的各個領域中，占有重要的地位。特別是在文化和包裝領域中，起著支柱的作用。在不同的應用領域中，對片狀材料特性的要求是千差萬別的，而作為天然植物纖維紙，其自身雖然具有許多優良特性，但也有許多局限和不足。比如主要依靠氫鍵結合而產生的紙頁強度不會太高；纖維交織形成的紙頁，表面平滑度和光澤度不會很高；多孔性帶來了優良的透氣性、吸收性，但又失去了密封性；纖維的吸濕及潤脹特性，使紙頁缺乏尺寸穩定性。另外白度不穩定易回色、易老化和易燃等，都是明顯的不足。隨著科學的發展和人類物質文化生活的提高，以及紙張作為片狀材料而不斷擴展其應用領域，對紙張性能的要求越來越廣，也越來越高。因此天然植物纖維紙就必須經過加工來改善其性能，甚至利用各種人造纖維來造紙，以獲得各種特殊的性能。當今世界上已有的約5000多種紙中，直接由以水為介質的濕法抄造的天然植物纖維紙僅占少數。大多數是經過加工的紙，以及部分非植物纖維抄造的紙。

一、加工紙、特種紙及功能紙的概念

（一）加工紙

所謂加工紙，就是根據所要求的使用特性，以原紙為基材進行各種方式（化學或物理方法）的再加工，或者與其他材料復合所得到的紙種的總稱。它是與直接由植物纖維抄造的紙張相區別的。由於加工的方法、復合的材料及用途的不同，加工紙的種類繁多。

（二）特種紙

特種紙是一個比較模糊的概念，一般意義上講，就是指用途不同於一般的印刷、包裝、生活用紙，需求量相對較少，針對某一特定性能，附加值比較高，用途相對特殊的一類紙張。特種紙的用途幾乎涵蓋了國民經濟的各個行業，是工農業生產和第三產業不可或?的功能材料。

換句話說，特種紙是與普通紙相區別的。這裡的普通紙，是指用於印刷、書寫、包裝及衛生等一般用途的紙。除此之外，用於其他特殊用途的紙，都可以稱為特種紙。但也有人認為，一些經過特殊加工的高級文化用紙和包裝用紙，比如銅版紙、塗布印刷紙、高光澤玻璃卡等，也應屬於特種紙。

特種紙實際上是具有某些特殊性能的多孔片狀材料。紙張的多孔性結構決定了特種紙的許多性能，也決定了特種紙的市場和用途。

與普通紙相比，特種紙具有以下特征：

（1）具有滿足特殊用途的特定性能；

（2）技術含量高，產品附加值比較高，技術門檻也高；

（3）品種多，用量、需求量一般較少，市場比較分散；

（4）可用小規模、低成本投入的設備來生產；

（5）應用面比較窄，特定的品種有特定的用途；

（6）具有新、高、難的特點。

特種紙產業具有六大特點：屬於傳統產業，具有持久性；長生命周期的核心產品集中在日常消費領域；工業及商業領域用紙，生命周期較短，是活躍的併購物件；產量小、品種多、產品價格高；企業拼的是技術，核心產品的持續盈利是發展的重要基石；收購兼並是常用的資本運作手段。

（三）功能紙

隨著紙作為片狀材料而日益拓寬其應用領域，就不斷地有具有新的功能的紙被開發出來，並得以利用。因此近年來，人們從紙的功能性的角度出發，把所有賦予原紙以新功能的紙，統稱為功能紙。它強調了紙的功能性，比如機械特性功能紙、熱特性功能紙、電磁特性功能紙、光學特性功能紙等。

由上述可見，加工紙、特種紙及功能紙，可以認為是從不同的角度，對普通紙以外的各種紙所給予的稱呼。它們的含義不盡一致，互相涵蓋，又有所區別。比如加工紙多數屬於特種紙和功能紙，但微量塗布的文化用紙，仍屬於普通紙。經過機械起皺加工的衛生紙，也是普通紙。電容器紙、半透明紙自然屬於特種紙，但可以采用特殊的工藝由植物纖維抄造而不一定需要加工。至於功能紙和特種紙，前者強調紙的特殊功能性，後者則強調紙的特殊用途。

由於特殊用途和特殊的性能要求，某些特種紙和功能紙，不一定由植物纖維抄造，可以根據需要選用不同的非植物纖維來抄造。把由各種非植物纖維抄造的紙，又稱為非植物纖維紙。

還有一種被稱為合成紙的產品，是用塑料薄膜經過“紙狀化”加工，使之具有印刷適性和書寫性，從而具有紙的功能，因此也被視為一種特種紙，但這種特種紙是由它的原料和結構的特殊性而得名的。

有人把紙箱、紙盒等紙容器、紙器皿，乃至其他各種紙制品也稱為加工紙，並把它們歸類為“成型加工紙”。本書所說的特種紙和加工紙，主要是指加工後仍作為片狀材料的紙，而“成型加工紙”是片狀材料加工的制品，為了系統本書對 “成型加工紙”也做一定的介紹。

因此，特種紙的制造不僅涉及到傳統造紙的技術理論，還涉及到應用相關的技術，而且它們之間是相互影響、相互滲透、相互制約的。特種紙的制造並不是從造紙中獨立出來的一個系統、一項專門技術，而是與其應用技術共同發展起來的。它既是傳統概念的造紙技術在特殊領域中的應用，又是傳統技術的開拓和發展創新。

本書是以紙的加工為線索來展開討論的，並對植物纖維基特種紙和非植物纖維基特種紙單獨加以介紹。

二、加工紙和特種紙的分類

（一）加工紙的分類

加工紙一般可以按紙張性質、產品用途和加工方法的不同來分類，以加工方式分相對方便一些。按加工方式加工紙可以分為以下幾類：

（1）塗布加工紙：系指用塗料、樹脂或其他流體材料，對紙基進行塗布加工所得到的紙類。在塗布加工紙中，根據其用途又可分為許多類，如表1-1所示。

（2）變性加工紙：系指原紙經化學藥劑處理而顯著改變了物理化學性質的紙類。如表1-2所示。

（3）浸漬加工紙：系指將原紙浸入樹脂、油、蠟和瀝青等物質中，使其充分吸收，然後經幹燥或冷卻而得到的一類紙。如表1-3所示。

（4）復合加工紙：系指經過層合和裱糊作業，將紙或紙板與其他薄膜材料貼合起來所制得的紙類。如表1-4所示。

（5）機械加工紙：系指將已經過上述加工或未曾加工的原紙，再經過軋花、特殊磨光和起皺等機械加工而得到的紙類。如表1-5所示。

（6）成型加工紙：系指將紙進行加工，使其改變原有形狀和外觀而得到的紙類。如表1-6所示。