圓網造紙機與長網造紙機：揭開造紙機類型的神秘面紗

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與任何其他類型的製造一樣，生產紙張是一個技術驅動的過程，多年來，該過程經歷了幾次轉變，以滿足各種企業的動態需求。造紙工藝的發展很大程度上歸功於兩種基本類型的造紙機的演變：圓網造紙機和長網造紙機。每台機器都有自己的一套結構、技能和功能，為紙製品的設計、感覺和外觀提供了靈活性。那麼最明顯的差別和相同之處是什麼呢？為什麼有些產業更青睞其中一種？本文旨在對圓網造紙機和長網造紙機進行全面的比較，概述每種機器的獨特特點及其在當代造紙業中的重要性。如果您正在考慮從事造紙行業，或者只是有興趣了解更多有關紙張世界的知識，本指南將為您講解這些重要技術的複雜性。

造紙中的圓網機是什麼？

圓網造紙機是一種用於造紙的機械，其中纖維被沉積在位於紙漿桶中的圓柱形金屬絲網上，然後水通過它排出以形成一層紙。當圓筒旋轉時，它會從紙漿中拾取纖維，從而形成紙網。此方法在製作多層厚紙時效果很好，因為可以使用多個圓柱體來堆疊纖維。借助圓筒紙機可以輕鬆實現耐用性和厚度，這就是為什麼它們在製造特殊紙、紙板和紙板時需求量很大的原因。

圓筒機是如何運作的？

圓筒紙機採用專門設計的連續循環方式運作，可有效率地生產紙製品。該機器的核心是由一個旋轉的圓筒模具組成，該模具部分浸沒在一個裝有紙漿和水比例混合的罐中。隨著圓筒上的篩網旋轉，懸浮液中的纖維被收集起來，並透過重力或吸力的作用，多餘的水分透過篩網排出，形成濕纖維墊。

然後將濕的纖維墊轉移到移動的帶或傳送帶上，在那裡進一步去除水分，並透過壓制和乾燥來增強紙張的結構完整性。通常，圓筒機使用多個旋轉圓筒（稱為車間圓筒），其可以在圓筒上已經存在的纖維層上疊加額外的纖維層。該機器的這種改進使其非常適合製造多層紙張，例如硬紙板或重型紙板。每一層的成分都可以改變，從而允許製造商強化最終產品的特定部分或增加產品的質感。

隨著現代自動化和控制系統的發展，圓筒機的效率得到了提高，機械產量更加穩定，浪費減少。最近的報告表明，大型圓筒機能夠以超過 100 公尺/分鐘的速度製造材料，這說明了它們具有大量製造的能力。纖維組成、滾筒轉速以及脫水和壓製過程中設定的壓力都會影響紙製品的厚度和其他特性。這項技術對於建築和包裝等行業生產堅固耐用的紙質材料仍然至關重要。

圓網紙機最適合生產哪些類型的紙張？

圓網紙機最適合生產重磅紙張和紙板，因為它們可以輕鬆容納厚厚的紙漿層。這些材料包括紙板、液體包裝板、纖維板和其他等級的工業紙板。圓筒機的一個顯著優點是，它們可以透過組合多個大桶來生產多層片材，這些大桶能夠將不同類型的纖維整合到每一層中。例如，板材的外層可能包含高品質的原生纖維以提供強度，而內層則由再生纖維組成，以提高成本效率和永續性。

這些機器也非常適合製造用於建築乾式牆的石膏襯板，從而增強了它們的多功能性。根據分析，這種紙板的重量通常在180-300 gsm範圍內，可確保結構部件所需的強度和剛度。這些值與該重型板材所需的機械性能相對應。同樣，圓筒機也廣泛用於生產堅固的機械箱板和記分板材料，這些材料需要高衝擊強度來承受重載。

此外，由於過濾紙和吸墨紙具有獨特的孔隙率和吸收性能，因此使用特定的圓筒機來生產過濾紙和吸墨紙。這些類型的紙張在工業和實驗室應用中都有重要用途，並且借助圓筒技術進行精確的層控制。

圓網機的多功能性、有效性和經濟性突顯了其在現代造紙業中的重要性，特別是在生產高強度和特種紙產品方面。

使用圓筒機有哪些優點？

有利於使用圓筒機的面向包括：

靈活性： 圓網機用途多樣，透過在生產過程中改變層特性，可以生產低品質、中品質或高品質紙張以及特種紙。
圖層控制：隨著圓筒數量的增加，各層厚度和成分的控制水準也隨之提高，非常適合生產專用紙製品。
經濟： 可以相當高效率地生產出符合要求規格的產品，同時還能減少材料浪費，進而降低生產成本。
質量： 多層結構使紙張堅固耐用，可滿足工業和商業用途的要求。
特異性： 圓網造紙機可以輕鬆適應生產特定產業的具有一定孔隙率或吸收率的紙張。

什麼是長網造紙機？

誰發明了長網造紙機？

福爾德林尼爾造紙機是由亨利·福爾德林尼爾和他的弟弟西利·福爾德林尼爾在19世紀初發明和改進的。兩位兄弟都是倫敦的文具商，他們為這項技術的開發提供了資金。然而，法國人路易斯·尼古拉斯·羅伯特 (Louis-Nicolas Robert) 於 1798 年首次構思了造紙機，並奠定了造紙機的基礎概念。他的發明旨在以革命性的方式實現紙張生產的自動化，即以連續的循環方式製造、乾燥和切割紙張。

福德里尼兄弟購買了羅伯特的設計，並與工程師布萊恩唐金 (Bryan Donkin) 一起對其進行了進一步修改。 1804 年，唐金製造出第一台商業運作的機器，可以高精度地連續生產紙捲。這台機器大大提高了生產過程中的勞動力供應和工作效率。

現代版的福網紙機仍然發揮著造紙的一些主要作用，其最新的進步使其具有塗層、乾燥和廢品回收等額外功能。這些機器首次被安裝在英國造紙廠，標誌著 1820 世紀 XNUMX 年代紙張工業生產新時代的到來。

長網造紙機的主要零件有哪些？

流漿箱：紙漿漿液在此均勻沉積在移動的金屬絲網上，從而啟動造紙過程。

線材部分： 濕紙幅形成部分設有連續移動的金屬絲網，用於從紙漿中排出水分。
新聞部分：A 此部分的紙幅被加固並結構化，同時紙捲也透過滾筒進行脫水。
乾燥機部分： 加熱棒由一系列圓筒組成，透過蒸發掉紙張中殘留的水分來乾燥紙張。
日曆部分： 壓縮並撫平紙張，使其具有所需的表面光潔度和厚度。
捲紙工段：此工段負責在完成紙張的捲繞後，將紙張捲繞成捲，以便後續加工或分發。

各個組件在同步過程中形成一個有凝聚力的單元，以有效率地生產出均勻、一致的紙張。

長網造紙機對紙張的形成有何影響？

長網造紙台是紙張成型過程中的重要組成部分，因為它能夠將紙漿非常精確地鋪展並輸送到移動的金屬絲網上。在這裡，液體紙漿懸浮液被轉換成連續、均勻的紙張。稀釋的紙漿透過流漿箱均勻地分佈在紙網上，流漿箱有一個通道，可以提供恆定的漿液流量，以保持紙張的厚度和重量。

在此階段，漿料中的水分會透過重力和吸力透過工作台底部被去除。較新的長網造紙機台具有額外的脫水功能，例如真空箱和水翼，這有利於成型片材中纖維的排列。對於高品質的紙張來說，適當的排水至關重要，因為脫水不良會導致許多問題，例如紙張中存在薄弱區域、厚度不均勻等。

現代長網造紙機採用先進的系統，結合感應器和自動控制，可即時調整生產。這些創新實現了紙漿流動一致性、線速甚至形成特性的控制自動化。產業指標表明，對長網造紙機台設計的改變可提高生產效率高達 15%，同時最大限度地減少紙張形成階段的水和能源消耗。總而言之，福網紙機在造紙過程中至關重要，因為它無縫整合了工程工具和技術，可以創建具有所需結構屬性和光學均勻性的紙張。

圓網造紙機和長網造紙機之間的主要差異是什麼？

兩台機器的紙張形成過程有何不同？

使用圓網造紙機和長網造紙機的造紙過程在方法和應用方面有所不同。在圓網機中，使用部分浸沒在紙漿桶中的一系列旋轉圓網來形成各個層。隨後將這些層壓在一起以形成多層板。這種技術最適合生產經常用於包裝的厚實、堅固的紙張。

在長網造紙機中，單層紙漿被放置在連續移動的網帶上，並均勻分佈和排水，形成均勻的薄片。透過這樣的工藝，可以製造出更光滑、更薄的用於印刷和書寫的紙張。與圓網造紙機相比，長網造紙法可以更好地控制紙張的均勻性和一致性。

哪種機器比較適合生產不同等級的紙張？

在確定機器生產不同等級紙張的能力時，分析與所生產紙張等級相關的具體細節至關重要。圓網機在生產較厚的紙張（例如卡紙、牛皮紙和特種紙）方面具有優勢。這是因為它們能夠形成所需厚度和硬度的紙漿層。因此，圓筒機非常適合用於包裝材料和其他需要結構支撐的產品。

長網造紙機也有其獨特的優勢。在生產精細書寫和印刷用紙以及辦公文具方面它們表現得更加出色。透過不間斷均勻地灌注紙漿，長網造紙機可以生產出更光滑、厚度均勻的紙張，非常適合製作高級紙張。然而，由於技術的進步，現代的福爾德林尼爾造紙系統比以前更加靈活，現在可以生產出薄而堅固的多用途紙張。

根據行業統計數據，長網紙機主要生產基重為 40 – 120 gsm 的紙張，而圓網紙機則生產基重超過 120 gsm 的較重紙張。最終取決於紙張所需的特性，例如厚度、表面粗糙度或強度。這使得製造商能夠改進生產流程以滿足所需的最終用途。

速度和生產能力有何差異？

由於設計和用途不同，長網造紙機和圓網造紙機的速度和產能差異顯著。長網造紙機以其高速生產能力而聞名，現代機器的運轉速度可達每分鐘1,800米，同時還能大量生產新聞紙和辦公用紙等輕質紙張。這些機器的設計著重效率，廣泛應用於大多數大型造紙作業。

相較之下，圓筒機的運轉速度則低得多，平均每分鐘為200至600公尺。他們的設計有利於生產更重的板材，例如用於紙板或工業包裝的板材，這些板材需要更厚更堅固。儘管速度高是一個缺點，但圓筒紙機在生產需要處理多層厚片材的高定量產品方面表現出色。

製造商根據所需的輸出目標在兩種機器類型之間進行謹慎選擇，並在速度、材料特性和效率之間進行策略性平衡。

紙漿懸浮液如何影響兩台機器的造紙生產？

纖維取向在每種機器類型中扮演什麼角色？

纖維取向是影響長網造紙機和圓網造紙機生產的紙張的機械性能和可用性的關鍵因素。在長網造紙機中，由於紙漿懸浮液在成型網上的高速流動，纖維排列主要沿著機器方向。這種取向使得紙張在機器方向上具有高抗拉強度，但在橫向方向的強度相對較低。研究表明，對於長網造紙機生產的紙張，縱向和橫向的強度比（通常稱為各向異性比）範圍為 2:1 至 3:1。這些特性使得這種紙張非常適合需要沿著特定軸向具有耐久性和抗撕裂性的應用。

相反，由於採用旋轉片材成型工藝，圓網機能夠在機器方向和橫向上更均勻地分佈纖維。較低的各向異性比率（通常觀察到接近 1.5:1）可帶來更均衡的強度特性。這種均勻性對於需要各個方向具有一致強度的包裝材料和多層板尤其有利。此外，圓筒機的分層能力允許精確控制每層的纖維方向，從而進一步提高最終產品的機械性能。了解纖維排列和性能之間的關係對於選擇特定應用的最佳生產方法至關重要。

紙漿濃度如何影響圓網造紙機和長網造紙機的紙張品質？

紙漿濃度對於圓網造紙機和長網造紙機所生產的紙張的品質起著至關重要的作用，因為它直接影響纖維分佈、紙張形成和整體機械性能。

圓筒機：

圓網機通常以較低的紙漿濃度運行，通常在 0.5% 到 1% 之間，以確保纖維順利沉積在旋轉的網筒上。這種低一致性有利於纖維均勻分佈，這對於保持各層片材厚度均勻至關重要。然而，紙漿濃度較低可能會導致水分滯留過多，進而影響壓榨和乾燥階段的排水效率。保持紙漿稠度的最佳平衡是獲得具有一緻密度和強度的紙張的關鍵，特別是在多層產品中，每層都獨立地影響最終結構。

長網造紙機：

另一方面，長網造紙機往往以稍高的紙漿濃度運行，通常在 0.8% 到 1.2% 的範圍內。這種更高的一致性有助於在移動的網路上更好地形成片材，並能夠提高細顆粒和填料的保留率。由於長網造紙機的流漿箱設計，對纖維取向的控制得到增強，從而提高了機械性能，特別是拉伸強度和撕裂強度。此外，更高的濃度可以加快排水過程中的除水速度，從而提高整體生產效率。然而，過高的濃度可能導致纖維分佈不均勻，並產生成形不良或結塊等缺陷。

數據比較：

研究表明，長網造紙機中 1.0% 的濃度可促進纖維網絡的均勻形成，與較低濃度相比，重量變化性可降低高達 15%。同樣，在圓網機中，紙漿濃度在 0.7% 到 0.9% 之間保持平衡可確保正確分層，從而將層分離風險降低約 20%。這些值強調了微調紙漿濃度水平以實現最佳機器特定性能的重要性。

在每種造紙方法中，優化紙漿濃度對於確保資源效率和實現所需的產品特性至關重要。透過仔細監控和控制該參數，製造商可以根據其應用的特定需求生產出更高品質的紙張。

每種機器類型的優點和缺點是什麼？

什麼情況下圓網造紙機比長網造紙機更受青睞？

當生產更厚的多層紙板或成本效益是重要因素時，圓網造紙機比長網造紙機更受歡迎。它在紙張或紙板需要增加強度或多層的應用領域中表現出色，因為圓網機允許在生產過程中將各個層組合在一起。此外，與長網造紙機相比，圓網造紙機通常更節能，初始投資成本更低，非常適合注重經濟性和操作簡單性的製造商。

各台造紙機的限制是什麼？

長網機：由於長網造紙機採用單層紙張結構，因此在生產紙板或較厚的紙張時效率較低。此外，與圓筒機相比，它通常具有更高的能耗和維護成本，這會增加營運費用。
圓筒機：圓網紙機不適合生產精細或高品質的紙張，因為多層結構可能導致表面不平整或層間結合力較弱。它們在生產超輕量紙張方面的用途也較差，從而限制了它們的應用範圍。

兩者的維護要求有何不同？

長網機：由於長網造紙機的操作複雜性較高，且造紙過程中涉及的運動部件較多，因此其維護通常較密集。定期清潔、檢查和更換金屬絲網和滾筒對於確保正常的功能和一致的輸出品質至關重要。
圓筒機: 圓筒機一般機械結構較簡單，因此維護頻率較低。然而，滾筒和毛氈層的維護對於防止紙張厚度不均勻或最終產品缺陷等問題至關重要。與維護長網造紙機相比，這些任務所需的勞動力較少。

這些機器在造紙業是如何發展的？

哪些技術進步改良了長網造紙機？

多年來，長網造紙機受惠於自動化和精密工程技術的進步。改進的控制系統提高了紙張品質的穩定性，並實現了即時監控和調整。此外，耐腐蝕合金等材料的升級提高了機器的耐用性，並降低了維護需求。高速切割和乾燥技術的整合也提升了生產效率，同時保持了精度。這些創新共同推動了長網造紙機的現代化，使其更具成本效益和可靠性。

是否有結合圓筒技術和長網技術的組合設計？

是的，存在混合設計，它融合了圓筒和長網造紙技術的功能，結合兩種系統的優勢，以提高造紙生產的效率和多功能性。這些混合機器通常涉及圓筒模具機構與長網造紙機的連續成網過程的整合。這種設置使製造商能夠生產更廣泛的紙製品，包括那些需要更高基礎重量和更高品質控制的紙製品。

例如，混合機器在製造多層紙張時特別有益，因為圓筒單元可以形成額外的層，然後將其無縫層壓到由長網造紙機部分創建的主網之上。此工藝可使紙張的機械性能增強且厚度均勻。一些模型還利用先進的自動化和感測器技術來同步這些過程，確保不同等級的品質始終一致。

產業報告數據表明，混合配置可提高生產效率高達 15-20%，具體取決於具體的設計和用途。此外，將圓筒層形成等特性與福爾德里尼爾高速生產相結合的能力為生產特殊紙張等級（如用於特殊包裝和技術應用的紙張等級）提供了更大的靈活性。因此，這些混合系統對於尋求多樣化產品組合同時保持成本效益的製造商來說越來越有吸引力。

哪一種機器最適合不同的紙製品？

長網造紙機通常會生產哪些類型的紙張？

長網造紙機對於生產各種紙製品特別有效，特別是那些需要一致且均勻的紙張結構的紙製品。這些機器憑藉其高速和處理大規模生產的能力，在書寫和印刷紙、新聞紙和輕質紙張的生產中佔據主導地位。書寫和印刷用紙（例如辦公用紙和文具）因採用長網工藝而受益匪淺，因為其表面光滑、均勻，從而提高了印刷適性。

此外，長網造紙機廣泛用於生產紙巾，包括面紙、衛生紙和廚房用紙，其精確的脫水和成紙能力至關重要。紙板製造中經常使用的包裝材料，如掛紙板和瓦楞紙，也是用長網造紙機生產的，這反映了它們在處理較重紙張方面的適應性。乾燥和纖維控制系統的最新進展使這些機器更加高效，從而以更低的能耗獲得更高品質的產品。例如，現代配置可以優化纖維的使用，減少高達 10% 的材料浪費，同時保持卓越的性能。這些進步確保了長網造紙機繼續成為各種造紙生產應用的關鍵組成部分。

哪些專用紙張比較適合圓網印刷機？

圓網紙機特別適合生產重磅紙張以及要求高厚度和高剛度的材料。這些機器通常用於生產紙板、固體漂白硫酸鹽 (SBS) 以及包裝行業廣泛使用的其他形式的紙箱紙板。它們的設計可以實現多層分層，從而可以增強對紙張結構強度和厚度的控制。

例如，圓筒機擅長製造石膏板襯裡等產品，這類產品需要耐用的表面來提供結構支撐，同時保持輕量化的特性。數據表明，在圓筒機上生產的石膏板襯裡厚度可達 0.25 英吋以上，且各層的密度均勻。此外，它們處理再生纖維的能力使其成為高度永續且具有成本效益的工業級紙張，例如纖維板和某些絕緣板。

這些機器也用於生產特殊用途紙板，例如用於消費品包裝的牛皮紙背板和白紙板。隨著原料準備和形成控制技術的最新升級，圓網印刷機現在可以實現卓越的印刷品質和纖維利用率，滿足造紙業對精度和永續性日益增長的需求。

這些機器對捲筒紙的生產有何影響？

圓網機在捲筒紙生產中發揮重要作用，可確保品質穩定、大規模高效產出並增強材料性能。這些機器用於生產具有精確尺寸控制的大量紙捲，從而使整個紙捲的厚度和邊緣輪廓均勻。現代圓筒紙機整合了先進的備料系統和濕度控制系統，這直接有助於改善紙捲形成並減少操作差異。最近的研究表明，優化的圓筒紙機操作可以產生寬度超過 10 米的捲筒紙，速度高達每分鐘 1,200 米，滿足新聞紙、包裝紙和特種紙市場的高需求。

此外，它們能夠適應處理各種類型的纖維，包括高比例的再生材料，從而確保捲筒紙在經濟和環境上仍然可行。自動化和即時監控的加入可以降低能源消耗，同時最大限度地提高產量。例如，數據表明，與舊機器型號相比，節能驅動和流程優化可降低高達 30% 的能耗，凸顯其永續性優勢。透過將技術進步與強大的機器設計相結合，圓筒紙機仍然是生產高品質紙捲的關鍵組成部分，可滿足全球供應鏈日益嚴格的標準。

常見問題（FAQ）

問：紙漿和造紙工業主要使用哪些類型的造紙機？

答：在紙漿和造紙工業中，兩種主要的造紙機是長網造紙機和圓網造紙機。這兩種機器對於生產不同類型的捲筒紙都發揮著重要作用。最新開發的多功能機器結合了兩種類型的元素。

問：圓網造紙機是如何運作的？

答：圓筒造紙機有一個旋轉的圓筒模具，該模具部分浸入一桶紙漿中。當圓筒旋轉時，它會吸入纖維，並在其表面形成紙網。然後，將濕紙放入毛氈捲中，透過機械或熱力方式進行進一步壓制和脫水，然後進行乾燥。

Q：長網造紙機的原理是什麼？

答：長網造紙機透過移動的扁平金屬網（金屬線）來輸送紙漿。金屬網過濾水的同時捕獲纖維，纖維相互作用形成一張均勻的紙張。紙幅穿過機器的其他部件，在那裡經過壓制、乾燥和整理。

Q：長網造紙機是什麼時候發明的？

答：1807 年，亨利·福爾德林尼爾 (Henry Fourdrinier) 和西利·福爾德林尼爾 (Sealy Fourdrinier) 與布萊恩·唐金 (Brya Donkin) 共同發明了福爾德林尼爾造紙機。它以資助其建設的福爾德里尼爾亨特公司 (Fourdrinier, Hunt, and Company) 的名字命名。這項發明使人們能夠連續捲繞紙張，從而徹底改變了造紙業。

Q：圓網造紙機和長網造紙機的主要差異是什麼？

答：差異主要在於每台機器的造紙方式。在圓網造紙機中，紙張是在旋轉的圓網模具上形成的；在長網造紙機中，紙張是在扁平網上形成的。與圓網造紙機不同的是，長網造紙機可以以更高的速度運轉，並且能夠生產出更多種類的紙張。特種紙或作為混合系統一部分的紙大多由圓網機生產。

問：圓網造紙機和長網造紙機的速度比較如何？

答：就速度而言，長網造紙機通常比圓網造紙機更快。現代長網造紙機的速度可達每分鐘 2,000 公尺以上，而圓網造紙機的速度則要低得多。然而，速度受紙張等級和機器配置的影響。

Q：長網造紙機可以生產哪些類型的紙張？

答：長網造紙機能夠生產多種等級的紙張。這些機器可用於印刷和書寫紙、新聞紙和包裝紙以及許多特殊紙張。長網造紙機生產的紙張在縱向和橫向上往往呈現良好的勻度，這使得機器更容易生產出性能更均勻的紙張。

Q：使用圓筒造紙機有什麼好處嗎？

答：是的，使用圓網造紙機有一些好處。這些機器特別適合製造某些類型的特殊紙，例如防偽紙或需要具有不同纖維方向的紙張。此外，圓網造紙機可與長網造紙部結合，以改善某些多層紙張或增強某些紙張的其他品質。

Q：造紙生產中的多用途成型機有哪些？

答：多功能造紙機是最新類型的造紙機，它整合了圓筒組件和長網造紙技術。它們通常結合多個成型段來提高紙張品質、提高生產力並改善紙張特性。這些機器的設計目的是提高高品質紙張的生產效率。

參考資料

1. 長網造紙機和圓網造紙機的建模

作者： 張偉，徐迅，孫月明
期刊：化學工程與礦物加工的發展
發布日期： 2008 年 5 月 15 日
引文： (張等人，2008 年，第 69-76 頁)

概要：

本文介紹了一種融合了長網造紙機和圓網造紙機結構的「等效造紙機」。
透過機制分析建立一個通用模型，由內部過程元素組成，解釋兩個過程之間的關係並結合兩台機器內可操作的差異。
根據工廠數據的驗證表明，該模型成功地代表了這兩種機器的動態。

2. 使用優化的極限學習機模型預測火星點火單缸引擎的壓力

作者： V. Mariani 等人
日誌： 應用能源
發布日期： 2019 年 9 月 1 日
引文： (Mariani等，2019)