包裝印刷造紙制漿基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

造紙制漿基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)2主要內(nèi)容3被子植物門(mén)的木本植物是闊葉的,故稱為闊葉材。商業(yè)上稱為硬木。如:楊木、樺木、楓木、桉木、櫸木、槭木、相思木等。針葉木。商業(yè)上稱為軟木。如:云杉、冷杉、馬尾松、落葉松、紅松、白松。纖維原料木材纖維原

料非木材纖維原料化學(xué)合成纖維禾本科纖維原料韌皮纖維原料籽毛纖維原料葉部纖維原料裸子植物門(mén)松柏綱植物因葉多為針狀,故稱為造紙纖維類型闊葉木針葉木礦物纖維植物纖維動(dòng)物纖維4西部鐵杉Tsugaheterophylla針葉木針葉木葉部5闊葉木楊木6竹子（竹類纖維）棉花（種毛纖維）洞庭湖濕地出產(chǎn)的蘆葦（草類纖維）植物纖維7木材纖維的性質(zhì)植物纖維原料主成分包括纖維素

、

半纖維素和木素三種

。

次成分包括果膠

、淀粉

、丹寧

、色

素

、樹(shù)脂

、脂肪

、蠟質(zhì)

、灰分等

。8①木材的化學(xué)成分?一般來(lái)說(shuō),闊葉木紙漿比針葉木紙漿含有較多的半纖維素（28%-42%）和較少的木素（17%-25%）。闊葉木中的纖維素含量與針葉木的近似（40%-48%）。硫酸鹽法制漿后,針葉木和闊葉木紙漿的纖維素含量增加,而半纖維素、木素和抽提物的含量減少。木材含量/%松木

樺木39

4030

37

↗2720

↘4

39組分纖維素半纖維素木素抽提物樺木643241松木731961↗↘硫酸鹽漿含量/%■纖維素存在于一切植物的細(xì)胞壁內(nèi),是植物纖維的主要成分,約占40-98％,它是在制漿過(guò)程中應(yīng)極力設(shè)法保留的部分?！霭肜w維素是非纖維素的碳水化合物,半纖維素的結(jié)構(gòu)疏松無(wú)定形,易于吸水潤(rùn)脹,易溶于稀堿液。半纖維素也是在制漿過(guò)程中應(yīng)該極力保留的部分■木素是由苯丙烷結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的芳香族的天然高分子化合物,不是單一的物質(zhì),是這一類性質(zhì)相似物質(zhì)的總稱,是一種無(wú)定形結(jié)構(gòu)的物質(zhì),原料中含木素愈多,則制漿愈困難,因木素使纖維互相粘在一起。化學(xué)制漿就是用化學(xué)藥品使纖維原料中的木素溶出,使纖維互相分離成漿。10細(xì)胞壁由嵌在半纖維素和木素的無(wú)定形基質(zhì)中的纖維素微纖絲組成

。11纖維素骨架中的最小結(jié)

構(gòu)單元無(wú)定形半纖維素和木素位

之間的空間②細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)組成微纖絲纖維素分

子鏈葡萄糖

基于微纖絲細(xì)胞壁纖絲以纖維素的微纖絲狀態(tài)存在于細(xì)胞壁中，

賦予細(xì)胞拉力強(qiáng)度

。在細(xì)胞壁的各個(gè)層次按不同的方向排列

，

起到骨架物質(zhì)的

作用

。微纖絲的排列方向不但決定著木材各向異性的特征

，

而且分出了細(xì)胞壁

的各個(gè)壁層

。12指半纖維素和其它碳水化合物。滲透于骨架物質(zhì),增加細(xì)胞的剛性。木素,遍布于細(xì)胞壁之中,使細(xì)胞獲得硬度。13木材纖維的性質(zhì)

—

—

細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)14纖維的縱向結(jié)合強(qiáng)度大,橫向的結(jié)合強(qiáng)度弱,沿纖維的橫向潤(rùn)漲較為容易只能透水,不能潤(rùn)漲,在打漿時(shí)會(huì)限制次生壁中層的潤(rùn)漲一層類似塑料的多孔層薄膜,纖維呈網(wǎng)狀排列,各向同性細(xì)纖維排列高度各向異性,且與纖維的軸向呈一定的角度次生壁外層（S1）過(guò)渡層,接近P層0.2-0.3接近P層接近P層次生壁內(nèi)層（

S3）約1木素含量較低細(xì)胞壁各層的理化結(jié)構(gòu)外觀

厚度/μm

化學(xué)組成特性1.0-5.0μm木素含量較低0.1-0.2木素含量較高次生壁中層（S2）植物纖維構(gòu)造初生壁（P）15③細(xì)胞類型中文名香脂冷杉?xì)W洲赤松

挪威云杉黑松黑云杉

白云杉

火炬松

濕地松

長(zhǎng)葉松

短葉松

花旗松加州鐵杉輻射松樺木山毛櫸

桉木楊木木材類型針葉木闊葉木典型紙漿纖維的一些形態(tài)學(xué)性質(zhì)1.0-1.21.0-1.30.9-1.01.2寬度/μm細(xì)胞壁厚度/μm纖維粗度/（mg/m）0.08-0.11約0.120.05-0.0818-

3016-

291

1-

1310-

3528-352.1-30.22-0.2535-402.6-4.20.29-0.482-43-

53約4長(zhǎng)度/mm3.5-4.23-3.51617主要內(nèi)容18制漿造紙技術(shù)什么是制漿？將造紙?jiān)戏稚閱胃w維的過(guò)程叫制漿，獲得的產(chǎn)品稱為紙漿。制漿目的：溶出原料中的木素，使原料分離成單根的纖維，增加纖維的比表面積（單位重量纖維的表面積）。19制漿制漿的基本要求:在纖維盡量不受或少受損失的前提下，消耗較少的動(dòng)力，將植物纖維分離成單體纖維，使?jié){料具備一定的比表面積和交織性能，為纖維之間的重新結(jié)合創(chuàng)造條件。制漿的基本過(guò)程:制漿前把粗長(zhǎng)的木材

、

禾草切成小塊的料片并去除雜質(zhì)的操作20洗滌篩選篩選漂白制漿制漿備料21制漿方法化學(xué)法制漿原理:用化學(xué)藥液蒸煮料片，在高溫下化學(xué)藥劑與料片中的木素反應(yīng)生成水溶物，使纖維分離分散成為漿料?；瘜W(xué)漿的特點(diǎn):這種方法制得的紙漿大致保留了纖維的天然長(zhǎng)度，去除了大部分木素，能用來(lái)生產(chǎn)強(qiáng)度高、柔軟的高檔紙。缺點(diǎn):得率低，污染大。22化學(xué)法制漿◆原理:通過(guò)機(jī)械摩擦、剪切、撕裂、切割等作用將原料分散成纖維。◆特點(diǎn):得率高、無(wú)污染。因保留了所有成分（雜細(xì)胞、木素）及對(duì)纖維的切斷，使得用這種漿生產(chǎn)的紙強(qiáng)度低、發(fā)脆，漂白后發(fā)黃等。用物理方法將植物纖維原料分散成纖維,生產(chǎn)過(guò)程中不使用任何化學(xué)藥品。23機(jī)械法制漿化學(xué)預(yù)處理（浸漬）

是用化學(xué)藥劑將原料的非纖維成分溶解掉

，

實(shí)現(xiàn)纖維的軟化

，

使纖維組織松弛，

更適于磨漿

。先用溫和的化學(xué)法處理原料,然后磨解成漿。特點(diǎn):兩段制漿，包括化學(xué)預(yù)處理和機(jī)械后處理兩個(gè)階段。24化學(xué)機(jī)械法制漿生物處理的目的:有選擇性地分解（降解）原料中的木素，盡可能減少碳水化合物的損失。從而降低磨漿能耗，減輕廢水污染，提高制漿強(qiáng)度。以微生物或其制品（酶）對(duì)木片進(jìn)行預(yù)處理,然后用機(jī)械法或化學(xué)機(jī)械法制漿。25生物法制漿又稱叩解,凡是漿料中的纖維受到剪切力的作用均稱為打漿。利用機(jī)械作用處理懸浮于水中的紙漿纖維,使其具有適應(yīng)在造紙機(jī)上生產(chǎn)所要求的特性,并使所生產(chǎn)的紙張能達(dá)到預(yù)期質(zhì)量的操作過(guò)程。26打漿制漿纖維機(jī)械改性27打漿的目的和意義1

、打漿度

—

—

也叫叩解度

。表示紙漿濾水快慢的程度

，

衡量打漿情況的一個(gè)指標(biāo)

。2

、

纖維長(zhǎng)度

—

—

通常是指紙料中纖維的平均長(zhǎng)度

。3

、

纖維濕重

—

—

是間接表示纖維長(zhǎng)度的一個(gè)指標(biāo)

。使一

定量的稀釋紙料通過(guò)框架

，

稱量掛在框架上的濕纖維重量即為纖維濕重

。4

、

纖維帚化率

—

—

是指紙料中經(jīng)打漿后纖維受到分絲帚化的數(shù)目占總纖維數(shù)目的比率

。5

、保水值

—

—

指在一

定條件下用高速離心機(jī)甩去紙料中的游離水而保留纖維內(nèi)的結(jié)合水

，

用以表示纖維潤(rùn)脹和細(xì)纖維化的程度

，

從而間接的衡量纖維之間結(jié)合力的大小和預(yù)計(jì)到成紙的強(qiáng)度

。用結(jié)合水量對(duì)絕干纖維量％表示

，

即：保水值

＝（

甩干后濕漿重

－絕干重）

/絕干重×100%28打漿術(shù)語(yǔ)■①細(xì)胞壁的位移和變形打漿的機(jī)械作用是次生壁中層的細(xì)纖維同心層發(fā)生位移和變形,使細(xì)纖維之間的間隙增大,水分子更容易滲入,為纖維的潤(rùn)漲創(chuàng)造了有利條件,使纖維變得柔軟,對(duì)初生壁和次生壁外層的破除起到了重要的促進(jìn)作29（一

）打漿對(duì)纖維的作用用

。■②初生壁和次生壁外層的破除由于初生壁和次生壁外層木素含量較多,能透水而不能潤(rùn)漲,并緊緊地束縛次生壁中層,使次生壁中層的細(xì)纖維得不到松散和潤(rùn)漲。需要通過(guò)打漿的機(jī)械作用和纖維之間的相互摩擦將初生壁和次生壁外層破除,才能使次生壁中層充分的潤(rùn)漲和細(xì)纖維化。■③潤(rùn)脹難以潤(rùn)脹的P層和S1層被破除后,S2層便開(kāi)始潤(rùn)脹,由于S2層的各向異性的結(jié)構(gòu),因而有可能發(fā)生潤(rùn)脹。潤(rùn)脹的結(jié)果,有使纖維直徑增大的趨勢(shì),并變得柔軟可塑。又因吸水潤(rùn)脹,纖維的比容有所增加,使纖維細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)變得松弛,降低了細(xì)纖維之間的內(nèi)聚力,為打漿機(jī)械的進(jìn)一步細(xì)纖維化作用提供了基礎(chǔ)。潤(rùn)脹與纖維中所含的親水性物質(zhì)（即半纖維素）有關(guān)。30纖維的切斷與潤(rùn)脹有一定的關(guān)系。纖維吸水潤(rùn)脹后具有良好的柔韌性,纖維就不容易被切斷。纖維潤(rùn)脹不良而挺硬時(shí),則容易切斷。纖維切斷后,斷口增加,有利于水分的滲入,又能促進(jìn)纖維的潤(rùn)脹作用。纖維切斷——有利于纖維的分絲帚化和細(xì)纖維化。長(zhǎng)纖維經(jīng)適當(dāng)切斷后,可以提高紙張的勻度和平滑度,但過(guò)度切短會(huì)降低紙張的強(qiáng)度,特別是撕裂度。所以應(yīng)根據(jù)紙種的要求和原料的特性,嚴(yán)格控制纖維切斷的程度。切斷

—

—

纖維橫向發(fā)生斷裂的現(xiàn)象

。

31■④橫向切斷■⑤細(xì)纖維化作用是指纖維的縱向分裂和帚化作用

。縱向分裂

—

—

從縱向?qū)⒗w維劈開(kāi)

。帚化

—

—

是指纖維兩端的分絲和起毛現(xiàn)象

。32縱向分裂帚化雜細(xì)胞的特點(diǎn):壁薄且呈粗粒狀，?-纖維素含量低而半纖維素含量高。薄壁細(xì)胞易打爛；半纖維素含量高易潤(rùn)脹；粗粒狀則刀片難以“抓”到，一旦抓到，即被打爛，因此雜細(xì)胞在打漿過(guò)程中主要是潤(rùn)脹和打爛，而不能細(xì)纖維化。這也是草漿難打漿的原因。33（二）

打漿對(duì)雜細(xì)胞的作用纖維數(shù)量大，打漿過(guò)程中，各根纖維所受外力不同，受到摩擦、擠壓等力較大的纖維，其初生壁和次生壁外層的除去較易些，因而纖維吸水潤(rùn)脹和細(xì)纖維化較好；反之，有的纖維在破除初生壁和次生壁外層之前，就受到較強(qiáng)的剪切力作用，纖維受到橫間切斷的可能性就較大。因此，在打漿過(guò)程中往往出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象:在打漿初期即有一小部分纖維吸水潤(rùn)脹并產(chǎn)生細(xì)纖維化，而在打漿后期還有的纖維的初生壁和次生壁外層尚未破除。如果后一現(xiàn)象較多時(shí)，即說(shuō)明打漿很不均勻。因而，在打漿過(guò)程中，應(yīng)盡量采取措施，保證打漿的均勻性。34√打漿度↗,纖維潤(rùn)脹和細(xì)纖維化↗,比表面積↗,游離羥基↗,結(jié)合力不斷↗?！探Y(jié)合力起始上升快,說(shuō)明潤(rùn)脹和細(xì)纖化很快,中期上升漸慢,說(shuō)明外表已暴露,結(jié)合面積增加速度越來(lái)越慢。后期,曲線逐漸平直,說(shuō)明已高度細(xì)纖化,再進(jìn)一步提高結(jié)合面積已很困難,結(jié)合力達(dá)到最高點(diǎn)?！汤w維平均長(zhǎng)度近乎直接下降,其斜率大小取決于打漿方式,如重落刀,纖維長(zhǎng)度下降快。反之輕落刀,纖維切斷少,纖維平均長(zhǎng)度下降慢?！探Y(jié)合力和纖維平均長(zhǎng)度是影響其他指標(biāo)的主要因素。35打漿對(duì)纖維性能的影響■裂斷長(zhǎng)裂斷長(zhǎng)是造紙生產(chǎn)中衡量紙頁(yè)的抗張強(qiáng)度指標(biāo)。主要受纖維間結(jié)合力和纖維平均長(zhǎng)度的影響，同時(shí)與纖維的交織排列和纖維自身的強(qiáng)度等也有關(guān)。曲線特征:初期上升很快，中期緩慢并達(dá)到最高點(diǎn)，后期下降。在打漿初期，主要影響紙張裂斷長(zhǎng)的是纖維結(jié)合力；隨著打漿時(shí)間的延長(zhǎng)，纖維結(jié)合力雖然也繼續(xù)有所提高，但是由于纖維平均長(zhǎng)度的繼續(xù)下降，也會(huì)影響到裂斷長(zhǎng)的變化。這種對(duì)比關(guān)系，自然就會(huì)使紙張的裂斷長(zhǎng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)折點(diǎn)，而轉(zhuǎn)折現(xiàn)象產(chǎn)生的早晚則與打漿方式有密切的關(guān)系。此外，纖維本身的強(qiáng)度和在造紙機(jī)銅網(wǎng)上形成紙張的過(guò)程，也會(huì)在一定程度上直接影響紙張的裂斷長(zhǎng)。36打漿對(duì)纖維性能的影響■耐折度指在一定張力下所能承受的180°往復(fù)的折疊次數(shù)。主要影響因素:纖維的平均長(zhǎng)度、纖維結(jié)合力、纖維在紙頁(yè)中的排列、纖維本身的強(qiáng)度和彈性等，最主要的是纖維平均長(zhǎng)度?！鏊毫讯缺硎炯垙埧顾毫训哪芰?。主要影響因素是纖維的平均長(zhǎng)度，其次是纖維結(jié)合力、纖維排列方向、纖維強(qiáng)度和纖維交織情況。37打漿對(duì)纖維性能的影響■緊度主要影響因素:打漿度、制漿種類、半纖維素含量、網(wǎng)上脫水情況及壓榨和壓光的壓力等。制漿的打漿度越高，半纖維素含量越多，加壓越大，成紙的緊度就越大?！霾煌该鞫戎饕绊懸蛩?纖維結(jié)合力。打漿度越高，不透明度越低?！錾扉L(zhǎng)率和伸縮性伸長(zhǎng)率指紙張受到張力至斷裂時(shí)，伸長(zhǎng)的百分率，伸縮性是表示紙張浸入水中或在不同濕度增濕或減濕時(shí)，尺寸的變化。伸長(zhǎng)率和伸縮性都隨打漿度的提高而上升。主要影響因素:打漿方式、制漿種類、纖維素的含量、纖維本身的強(qiáng)度和彈性、纖維的長(zhǎng)度和紙頁(yè)干燥時(shí)所受的張力大小等?！鑫招院屯笟舛任招员硎炯垙埼账蚱渌后w的能力，透氣度是鑒別紙層中間含有空隙的程度，也是檢查紙張防潮能力的指標(biāo)之一。吸收性、透氣度隨著打漿度的增加而降低，與結(jié)合力曲線相對(duì)稱。38√隨打漿度,纖維結(jié)合力,紙頁(yè)的緊度、收縮率,紙頁(yè)的吸收性、透氣度,有利于提高紙頁(yè)的各種強(qiáng)度；√隨打漿度持續(xù),纖維的長(zhǎng)度不斷變短,紙頁(yè)的各種強(qiáng)度指標(biāo)。39打漿的基本矛盾40影響纖維結(jié)合力的主要因素纖維越短,越利于成型,纖維越細(xì)勻度越好,長(zhǎng)纖維易絮聚；纖維長(zhǎng)度和粗度均降低時(shí),纖維有形成一個(gè)更加緊湊的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)趨勢(shì)；抗張強(qiáng)度取決于纖維的長(zhǎng)度和纖維的內(nèi)在強(qiáng)度——當(dāng)纖維結(jié)合較弱時(shí),抗張強(qiáng)度主要受纖維結(jié)合的控制,如果纖維結(jié)合程度大,抗張強(qiáng)度主要受纖維內(nèi)在強(qiáng)度的影響；抗張隨纖維長(zhǎng)度增加而提高,但當(dāng)纖維長(zhǎng)度達(dá)到一定程度時(shí),抗張強(qiáng)度主要受纖維強(qiáng)度控制,不再受纖維長(zhǎng)度的影響。41纖維性質(zhì)對(duì)紙性能的影響（

一）纖維越長(zhǎng),結(jié)合越好,耐破度越大；纖維粗度越大松厚度增大,耐破度降低。紙張撕裂度的變化基于纖維結(jié)合的變化,最初隨結(jié)合程度↗,撕裂度↗,當(dāng)達(dá)到某一最大值后,隨結(jié)合程度進(jìn)一步↗,撕裂度↘。當(dāng)纖維較長(zhǎng),有足夠的結(jié)合時(shí),撕裂度與纖維強(qiáng)度的平方成正比,如果纖維較短,結(jié)合較差,撕裂度對(duì)纖維強(qiáng)度的依賴性減弱。耐折度隨著纖維長(zhǎng)度和紙頁(yè)緊度的增加而提高。紙的散射系數(shù)和不透明度隨著纖維粗度的下降而降低。長(zhǎng)纖維由于其高分子量,能提高紙頁(yè)粗糙度長(zhǎng)纖維比短纖維更加粗糙。42纖維性質(zhì)對(duì)紙性能的影響（二）43纖維形態(tài)及其與紙張性質(zhì)的關(guān)系44主要內(nèi)容我公司產(chǎn)品纖維（0.2-7mm）的數(shù)均長(zhǎng)度較高,說(shuō)明單根纖維相對(duì)較長(zhǎng),或纖維數(shù)量相對(duì)較少；而所有纖維（含<0.2mm）的數(shù)均長(zhǎng)度,我公司處于