加工纸与特种纸(第4版)/张美云/中国轻工业十三五规划教材

本教材已经出版了第三版，受到读者的热烈欢迎，获中国轻工联合会“2014年度中国轻工业优秀教材”一等奖。本教材实际上也是一本技术专著，既可供高校的本科生作为教材使用，作为高职学生和培训班的教材，也可以作为企业的工程技术人员的参考书。优选的读者群是全国高校轻化工程（制浆造纸工程方向）专业的本科生。原教材的出版对于我国高校制浆造纸专业的人才培养和制浆造纸产业的发展起到了重要的保障和推动作用。由于出版周期和各种原因，教材的使用过程也发现一些问题：一是我国从造纸大国向造纸强国转变，推进造纸产业结构调整和供给侧改革，高附加值的加工纸与纸基功能材料（包括功能纸、特种纸及其它纸基材料）是重要的发展方向；二是工科高等人才培养向应用型转型，需要配套教材支撑；三是随着技术发展，原教材章节结构不甚合理，需要调整；四是第三版教材已出版7年以上，急需对教材内容进行必要删减与补充。 国外（发达国家）高校同类专业没有统编教材，但是很多学校开设加工纸的课程。加工纸方面的专著很多，各有特色。日本（国内有过翻译的加工纸著作）的加工纸著作内容还是比较全面、完整的，但是近年没有新书。北美欧洲相关专著题目比较专，包括颜料涂布纸的专著

张美云1976年10月参加工作，博士生导师。担任教育部高等学校轻化工程专业教学指导分委员会副主任委员；1997年被陕西省人事厅评为陕 西省跨世纪三五人才，被国家教育部授予全国优秀教师，陕西省第十次、第十一次党代会代表。 2003年被评为陕西省有突出贡献的专家。

目 录 第一章 绪 论 1 一、加工纸、特种纸及功能纸的概念 1 二、加工纸和特种纸的分类 3 三、加工纸和特种纸的整体水平 9 四、加工纸和特种纸的历史 12 五、加工纸和特种纸的发展趋势 14 习题与思考题 16 参考文献 17 第二章 涂布印刷纸原纸 18 第一节 原纸的基本要求 18 第二节 原纸生产的技术要点 22 一、原纸的配比 22 二、原纸的打浆 24 三、原纸的浆内施胶 25 四、原纸的表面施胶 26 五、原纸的加填 27 六、原纸浆内添加助剂 28 七、纸机抄造 28 第三节 原纸主要质量指标及其生产控制 28 一、涂布原纸的机械强度 29 二、原纸对涂料的适应性 30 三、原纸的平整性及形变 33 四、涂布原纸的外观特性 33 习题及思考题 36 参考文献 37 第三章 颜料涂布加工纸 38 第一节 概 述 38 一、生产流程 38 二、涂层的表面及结构 38 三、品种、规格和质量指标 40 第二节 颜料涂布纸的原料 44 一、颜料 44 二、胶粘剂 72 三、添加剂 91 第三节 涂料的制备及质量控制 95 一、涂料制备的物理化学原理 95 二、涂料的配方 116 三、涂料的制备方法 118 四、涂料制备设备 125 五、涂料的质量指标及其检测 134 第四节 颜料涂布方法 138 一、涂布方法的发展过程 138 二、涂布方式 139 三、涂布设备 140 四、几种涂布新技术 155 第五节 颜料涂布纸的干燥 160 一、干燥的基本原理 160 二、干燥速率的确定 161 三、干燥设备 163 四、干燥工艺及其对涂布纸性能的影响 169 五、干燥技术的发展 172 第六节 颜料涂布纸的整饰及性能 173 一、超级压光 173 二、软辊压光 176 三、刷磨抛光 179 四、压光技术的发展 180 第七节 涂布机的整机结构及操作 182 一、退纸架及纸幅跑偏的校正 183 二、卷取与张力调整 184 三、涂布纸的机上检测与控制 186 第八节 铸涂加工 190 一、概 述 191 二、铸涂涂料的组成及特点 194 三、高光泽铸涂纸的涂布及设备 197 四、影响高光泽铸型涂布的主要因素 199 第四章 非涂布加工纸 204 第一节 复合加工纸 204 一、概述 204 二、复合加工纸用基材 205 三、复合加工用胶黏剂 208 四、复合加工方法 214 五、典型产品的加工方法及用途 223 第二节 变性加工纸 224 一、钢纸 224 二、植物羊皮纸 232 三、植物纤维改性与幅状材料成型 239 第三节 浸渍加工纸 241 一、概述 241 二、影响浸渍加工的主要因素 243 三、浸渍加工工艺与设备 244 四、浸渍加工纸的种类及用途 246 第四节 机械加工纸 248 一、概述 248 二、起瓦楞加工 248 三、起皱加工 252 四、轧花加工和磨光加工 253 第五节 成型加工纸 255 一、常用成型加工?纸特性及要求 255 二、主要成型加工纸产品及其加工工艺 259 第六节 纸浆模塑加工 265 一、概述 265 二、纸浆模塑的成型 265 三、助剂的使用 268 四、纸浆模塑成型设备 268 五、纸浆模塑干燥设备 273 参考文献 273 习题及思考题 274 第五章 植物纤维基特种纸 275 第一节 文化信息类特种纸 275 一、无碳复写纸 275 二、热敏记录纸 287 三、特种印刷纸 299 四、防伪纸 305 第二节 工农业用特种纸 311 一、卷烟纸 311 二、 烟草薄片 320 三、绝缘纸 327 四、地膜纸 333 五、育果袋纸 337 第三节 生活装饰类特种纸 347 二、耐磨纸 352 三、皮革离型纸 357 四、防黏纸 363 第四节 包装特种纸 373 一、真空镀膜纸 373 二、食品包装纸 380 三、医疗包装纸-透析纸 386 四、功能型瓦楞纸 390 五、蔬菜纸 398 第六章 非植物纤维基特种纸 401 第一节 概述 401 一、 非植物纤维基特种纸的定义及分类 401 二、非植物纤维基特种纸的性能和应用 402 三、非植物纤维基特种纸的发展概况 405 第二节 非植物纤维原料 407 一、合成纤维 407 二、人造纤维 414 三、 动物纤维 415 四、金属纤维 417 五、合成浆粕 417 六、高性能纤维 421 第三节 非植物纤维基特种纸的抄造 429 一、纤维在水中的分散絮聚机理 429 二、非植物纤维备料 431 三、非植物纤维基特种纸的纸料制备及流送 432 四、非植物纤维基特种纸的成形工艺及设备 433 五、非植物纤维基特种纸的纸页增强和功能化 438 第五节 非植物纤维基特种纸的应用举例 448 一、芳纶纸 448 二、电池隔膜纸 452 三、碳纤维纸 454 四、玻璃纤维纸 456 五、茶叶滤纸 458 六、发动机过滤纸 459 七、湿式纸基摩擦材料 461 八、碳纳米管纸 463 习题及思考题 464 参考文献 464

    第一章 绪 论 纸作为一种柔性片状材料，在国民经济的各个领域中，占有重要的地位。特别是在文化和包装领域中，起着支柱的作用。在不同的应用领域中，对片状材料特性的要求是千差万别的，而作为天然植物纤维纸，其自身虽然具有许多优良特性，但也有许多局限和不足。比如主要依靠氢键结合而产生的纸页强度不会太高；纤维交织形成的纸页，表面平滑度和光泽度不会很高；多孔性带来了优良的透气性、吸收性，但又失去了密封性；纤维的吸湿及润胀特性，使纸页缺乏尺寸稳定性。另外白度不稳定易回色、易老化和易燃等，都是明显的不足。随着科学的发展和人类物质文化生活的提高，以及纸张作为片状材料而不断扩展其应用领域，对纸张性能的要求越来越广，也越来越高。因此天然植物纤维纸就必须经过加工来改善其性能，甚至利用各种人造纤维来造纸，以获得各种特殊的性能。当今世界上已有的约5000多种纸中，直接由以水为介质的湿法抄造的天然植物纤维纸仅占少数。大多数是经过加工的纸，以及部分非植物纤维抄造的纸。 一、加工纸、特种纸及功能纸的概念 （一）加工纸 所谓加工纸，就是根据所要求的使用特性，以原纸为基材进行各种方式（化学或物理方法）的再加工，或者与其他材料复合所得到的纸种的总称。它是与直接由植物纤维抄造的纸张相区别的。由于加工的方法、复合的材料及用途的不同，加工纸的种类繁多。 （二）特种纸 特种纸是一个比较模糊的概念，一般意义上讲，就是指用途不同于一般的印刷、包装、生活用纸，需求量相对较少，针对某一特定性能，附加值比较高，用途相对特殊的一类纸张。特种纸的用途几乎涵盖了国民经济的各个行业，是工农业生产和第三产业不可或?的功能材料。 换句话说，特种纸是与普通纸相区别的。这里的普通纸，是指用于印刷、书写、包装及卫生等一般用途的纸。除此之外，用于其他特殊用途的纸，都可以称为特种纸。但也有人认为，一些经过特殊加工的高级文化用纸和包装用纸，比如铜版纸、涂布印刷纸、高光泽玻璃卡等，也应属于特种纸。 特种纸实际上是具有某些特殊性能的多孔片状材料。纸张的多孔性结构决定了特种纸的许多性能，也决定了特种纸的市场和用途。 与普通纸相比，特种纸具有以下特征： （1）具有满足特殊用途的特定性能； （2）技术含量高，产品附加值比较高，技术门槛也高； （3）品种多，用量、需求量一般较少，市场比较分散； （4）可用小规模、低成本投入的设备来生产； （5）应用面比较窄，特定的品种有特定的用途； （6）具有新、高、难的特点。 特种纸产业具有六大特点：属于传统产业，具有持久性；长生命周期的核心产品集中在日常消费领域；工业及商业领域用纸，生命周期较短，是活跃的并购对象；产量小、品种多、产品价格高；企业拼的是技术，核心产品的持续盈利是发展的重要基石；收购兼并是常用的资本运作手段。 （三）功能纸 随着纸作为片状材料而日益拓宽其应用领域，就不断地有具有新的功能的纸被开发出来，并得以利用。因此近年来，人们从纸的功能性的角度出发，把所有赋予原纸以新功能的纸，统称为功能纸。它强调了纸的功能性，比如机械特性功能纸、热特性功能纸、电磁特性功能纸、光学特性功能纸等。 由上述可见，加工纸、特种纸及功能纸，可以认为是从不同的角度，对普通纸以外的各种纸所给予的称呼。它们的含义不尽一致，互相涵盖，又有所区别。比如加工纸多数属于特种纸和功能纸，但微量涂布的文化用纸，仍属于普通纸。经过机械起皱加工的卫生纸，也是普通纸。电容器纸、半透明纸自然属于特种纸，但可以采用特殊的工艺由植物纤维抄造而不一定需要加工。至于功能纸和特种纸，前者强调纸的特殊功能性，后者则强调纸的特殊用途。 由于特殊用途和特殊的性能要求，某些特种纸和功能纸，不一定由植物纤维抄造，可以根据需要选用不同的非植物纤维来抄造。把由各种非植物纤维抄造的纸，又称为非植物纤维纸。 还有一种被称为合成纸的产品，是用塑料薄膜经过“纸状化”加工，使之具有印刷适性和书写性，从而具有纸的功能，因此也被视为一种特种纸，但这种特种纸是由它的原料和结构的特殊性而得名的。 有人把纸箱、纸盒等纸容器、纸器皿，乃至其他各种纸制品也称为加工纸，并把它们归类为“成型加工纸”。本书所说的特种纸和加工纸，主要是指加工后仍作为片状材料的纸，而“成型加工纸”是片状材料加工的制品，为了系统本书对 “成型加工纸”也做一定的介绍。 因此，特种纸的制造不仅涉及到传统造纸的技术理论，还涉及到应用相关的技术，而且它们之间是相互影响、相互渗透、相互制约的。特种纸的制造并不是从造纸中独立出来的一个系统、一项专门技术，而是与其应用技术共同发展起来的。它既是传统概念的造纸技术在特殊领域中的应用，又是传统技术的开拓和发展创新。 本书是以纸的加工为线索来展开讨论的，并对植物纤维基特种纸和非植物纤维基特种纸单独加以介绍。 二、加工纸和特种纸的分类 （一）加工纸的分类 加工纸一般可以按纸张性质、产品用途和加工方法的不同来分类，以加工方式分相对方便一些。按加工方式加工纸可以分为以下几类： （1）涂布加工纸：系指用涂料、树脂或其他流体材料，对纸基进行涂布加工所得到的纸类。在涂布加工纸中，根据其用途又可分为许多类，如表1-1所示。 （2）变性加工纸：系指原纸经化学药剂处理而显著改变了物理化学性质的纸类。如表1-2所示。 （3）浸渍加工纸：系指将原纸浸入树脂、油、蜡和沥青等物质中，使其充分吸收，然后经干燥或冷却而得到的一类纸。如表1-3所示。 （4）复合加工纸：系指经过层合和裱糊作业，将纸或纸板与其他薄膜材料贴合起来所制得的纸类。如表1-4所示。 （5）机械加工纸：系指将已经过上述加工或未曾加工的原纸，再经过轧花、特殊磨光和起皱等机械加工而得到的纸类。如表1-5所示。 （6）成型加工纸：系指将纸进行加工，使其改变原有形状和外观而得到的纸类。如表1-6所示。 表1-1 涂布加工纸分类示例 类别 属性 品种例 用途 印 刷 类 印 刷 涂 料 纸 美术铜版纸 杂志铜版纸 花纹铜版纸 涂布邮票纸 航空票证纸 彩色铜版纸 防霉涂布纸 高光泽铜版纸 合成纤维涂布纸 高级画册、画报、商品广告、商标、封面、请柬等 杂志、画报、书刊、广告、商标、烟盒等 同美术铜版纸。适用于胶版印刷 纪念邮票，供多网线，多色轮转凹版印刷用 飞机客票、航空运输票证和其他有价票证 杂志、画报书刊、广告、商标等 用于肥皂等含湿商品外包装印刷 广告、商标、精美印刷品、封面、纸盒等 图表、地图、封面等 防 护 类 防 潮 沥青防潮纸 皱纹沥青防潮纸 涂塑防潮纸 涂蜡防潮纸 浸蜡纸板 蒸发涂布铝箔纸 商品包装 商品包装、衬垫等 卷烟包装 防锈 气相防锈纸 接触型防锈纸 有色金属?锈纸 混合型防锈纸 黑色金属制品防锈用 同上 用于铜或铜合金制品等的包装 用于多种金属制品的防锈包装 防光 胶卷防光纸 涂塑防光纸 涂料型防光纸 照相胶卷用纸 感光材料、化学药品、医药品包装 照相胶卷、感光材料防护包装 防水 油毡纸 油纸 沥青纸板 树脂涂布纸 建筑材料及包装材料 绝缘 皱纹电缆纸 涤纶膜青壳纸 变压器，电缆绝缘衬垫 电机、电器绝缘衬垫 防腐 抗氧 尼泊金纸 食品包装 防虫 米虫纸 捕虫纸 字画、易蛀文物包装 粘杀飞虫 防粘 硅树脂防粘纸 脱模，离型、衬垫防粘包装 防火 防火纸板 防火纸 包装、防火衬垫、特殊建筑用纸板 包装用 续表 类别 属性 品种例 用途 感 应 记 测 类 光感 示波仪记录纸 激光传真纸 紫外线荧光纸 热照相纸 波形记录 激光通讯记录、电传真 暗显示用纸，用于军事 复印、电子计算机记录、卫星通讯、传真记录 电感 鱼群探测纸 静电记录纸 渔业、仪表测试输出显示 电子计算机终端显示记录，电传译码机 热感 心电图纸 单色热敏记录纸 心电图记录等 热工仪表、电子计算机传真 力感 深井压力记录纸 打孔纸带 打击式记录纸 石油、地质勘探 电子计算机，通讯，程序控制 电报，探伤，同位素肿瘤检测记录 磁感 磁性录音带 电视录音带 工业磁带 录音 录像 电子计算机，程序控制 放射线感应 X光纸 核子感光纸 医疗，工业探伤 科研 普通记录纸 打孔记录纸 电报，程序控制 化学感应 pH试纸 生化试纸 测酸碱度 疾病快速诊断 净 化 类 过滤 柴油滤纸 空气滤纸 茶叶浸泡纸 内燃机用柴油、汽油净化过滤 净化室、工业用气体过滤净化 泡茶 复 印 类 力感复印 复写纸 打字蜡纸 无碳复写纸 文件、票据等复写用 油印打字用 文件、票据等用特种复印纸 光感复印 晒图纸 氧化锌静电复印纸 感光膜 黑白一次成像纸 黑白（或彩色）相纸 设计图复印 文件复印，记测 丝网印刷版（用于各种丝漆印） 新闻、侦察、民用摄影 照相，文件复印 热感复印 红外线复印纸 文件复印 电感复印 电刻蜡纸 油印用电刻写版 湿润复印 凝胶复印纸 酒精复印纸 文件复印版 文件复印制版用纸 装 饰 类 蜡光纸 电化铝箔（烫金纸） 水松纸 静电值绒纸 包装、美工、宣传 印刷品、纸、木、塑料、皮革等制品表面文字图案烫金 过滤嘴用纸 衬垫装饰、美工、宣传 粘 合 类 压敏 纸基压敏胶带 涤纶膜压敏胶带 玻璃纸胶带 可剥离压敏胶带 卫生压敏胶带 封口包装，喷漆掩盖，美工宣传 电器绝缘，制图，商标，标志，封口修补 封口包装，商品捆扎，制图，标志 保护商品面层 医用，创伤包扎，注射定位 热敏 纸基热敏胶带 商品封口粘合，胶合板拼接 湿敏 牛皮胶带纸 树胶胶带纸 商品包装封口，胶合板拼接 工业用接合 研 磨 类 磨具 木工砂纸 水磨砂纸 金相砂纸 竹、木、塑料、橡胶片等打磨 竹、木、塑料、皮革、金属、玻璃等制品打磨 金属制品等金相打磨 其 他 转印 织物贴花纸 机械贴花纸 瓷器贴花纸 织物商标热转印纸 自行车、缝纫机等商标装饰图案贴花 瓷器贴花用 感光 用纸 涂塑相纸原纸 钡地纸 照相纸，放大纸用纸基 照相纸，放大纸用纸基 日用 香水纸 香粉纸 衣橱、制品包装熏香 扑面用粉纸 表1-2 变性加工纸分类示例 类别 品种例 用途 变性 钢纸 羊皮纸 电器工业结构材料，防护材料 电报、计算、电讯、打孔纸带、渔业，食品等用纸 表1-3 浸渍加工纸分类示例 类别 品种例 用途 浸渍 油毡纸 漂白木浆浸渍纸 沥青防潮纸 证券纸 建筑用防水材料 印刷线路板等电气绝缘材料 防潮、防锈包装材料 证券印刷 表1-4 复合加工纸分类示例 类别 属性 品种例 用途 平 面 复 合 双层复合 纸+聚乙烯 玻璃纸+聚乙烯 商品防潮包装 仪器、糖果、饼干、药品等包装 三层复合 纸+铝箔+聚乙烯 可热封，商品防潮（水）包装 四层复合 布+纸+铝箔+聚乙烯纸+聚酸+蒸涂铝+硅树脂 高强度防潮性商品包装 光反射用材料 五层复合 布+氯乙烯+纸+铝箔+硅树脂 热辐射防护衣材料，消防、炉前作业用 裱糊 纸+铝箔+纸 扑克牌纸 纸+铝箔 纸+铝箔+硝基漆 防伸缩纸，比例表用纸 多层纸裱糊，制作扑克牌 卷烟防潮包装 装饰用，美工布置，糖果包装 结 构 复 合 单（双）层瓦楞纸 三层瓦楞纸 蜂房式结构纸板 钙塑瓦楞纸板 贴塑结构纸板 防压衬垫 纸盒，纸箱 纸盒，纸箱，建筑材料 纸盒，纸箱 木板代用品，可隔音、隔热 层 压 复 合 酚醛树脂层压纸板 三聚氰胺树脂层压纸板 尿醛树脂层压纸板 电器构件，绝缘材料，装饰贴合 飞机、汽车、轮船、火车、工业制品、家具等 电器构件，绝缘材料等 表1-5 机械加工纸分类示例 类别 品种例 用途 机械 蜡光纸 彩色皱纹纸 瓦楞纸板 压花印刷纸 美术、包装、宣传用纸 宣传、美术、装饰用纸 包装箱的瓦楞纸芯 高级印刷、软包装材料 表1-6 成型加工纸分类示例 类别 属性 品种例 用途 成型 纸制商品 纸 袋 纸 管 纸 杯 纸 绳 纸制餐具 纸 草 商品包装 饮料吸管?工业用纸管 冰淇淋纸杯等 商品捆扎 一次或多次性使用餐具 手工艺品编织 虽然常见的加工纸大体上都可以被归在上述几大类中，但这种以加工方式来分类的方法并非很全面。因为它还不能概括发展中的加工纸工业所涌现出的多种多样的加工工艺和产品的全貌。况且，某一种加工纸往往不是通过一种加工方式就能完成，有的要经过两种或多种方式加工，才能达到其特种用途的要求。因此，加工纸的分类就不是那么十分准确和绝对的事情了。 （二）特种纸的分类 特种纸可以按其用途分类，也可以按其功能分类。按其用途分类，则像普通纸一样，直接以其用途来划分。比如按大类可有印刷用纸、信息用纸、包装用纸、工业用纸、建筑用纸、生活用纸、医药用纸、军工用纸等，按细目可有打印纸、无碳复写纸、热敏记录纸、防锈纸、耐油纸、电气绝缘纸、过滤纸、耐温隔热纸、信息记录纸等，详见第四章。 近年来引用了功能纸的概念，又可以将某些特种纸按功能来分类，表1--7 按功能性分类的功能纸