紙和紙板生產(chǎn)加工

第2章紙和紙板的生產(chǎn)加工造紙的根本原料造紙植物纖維的組成造紙的過程紙是由什么原料生產(chǎn)的？什么是紙？為什么有些紙放置一段時間會變黃？紙的各向強度為什么會不一樣？紙是如何生產(chǎn)出來的？紙：由極細的造紙用纖維相互牢牢交織在一起，并加 入適當?shù)奶盍?、膠料和色料，在濕的狀態(tài)下，錯 綜交跌，經(jīng)過壓榨，烘干而制成的纖維薄層。造紙最常用的原料是植物纖維。是否所有的紙都是由植物纖維制成的？NO！一、造紙的根本原料造紙根本原料的種類：1、植物纖維原料〔1〕造紙的植物纖維應具備的特性①纖維易于別離；②符合要求的強度、長度和寬度；③足夠的彈性和交織能力；④適宜大量生產(chǎn)；⑤制造本錢低且來源豐富。等〔2〕常用的植物纖維①木材類：樺木、楊木、針葉木等②莖桿類：麥草、稻草、竹等③韌皮類：麻類〔亞麻、黃麻、大麻〕④種毛類：棉花類、破布等〔3〕幾種不同植物的纖維形態(tài)①針葉木木質(zhì)由95％的管細胞構(gòu)成，其雜細胞不多，所得到的木漿較純，且纖維長，可用來造高強度的高級紙張。落葉松及落葉材馬尾松如馬尾松、落葉松、紅松、云杉等②闊葉木木質(zhì)部由20％～40％是導管，纖維較針葉木短，含有很多雜細胞，造出的紙疏松，不透明，一般用來制造印刷類紙。桉樹楊樹及楊木樺木、楊木、椴木、桉木、楓木等③麥草纖維一般長度在1.30～1.71mm之間，麥草制造的紙強度較低，一般用來制造書寫和印刷用紙。④蘆葦其品種多，纖維長度一般在0.95～1.52mm之間，雜細胞含量約占35％，蘆葦制造的紙強度低，一般用來制造印刷用紙。麥草生長和收割后的蘆葦⑤蔗渣是甘蔗制糖后殘剩的纖維物質(zhì)，纖維長度大局部為1.47～3.04mm，一般用來制造半透明紙，書寫紙、印刷用紙。⑥棉纖維棉纖維長度可到達20～56mm。雜細胞含量很少，可用于制造鈔票紙、證券紙、曬圖紙等高檔紙。甘蔗甘蔗渣棉花〔4〕植物纖維原料的性能對紙張性能影響最大的是：植物纖維的長短、粗細。一般來講，纖維長而粗，紙張強度高。稻草類：長度約0.5-2mm，平均寬度約為；棉花類：長度約20-56mm，平均寬度約為；2、非植物纖維原料合成纖維：粘膠纖維、聚烯烴纖維、尼龍纖維、滌綸纖維等；無機纖維：玻璃纖維、陶瓷纖維、金屬纖維等；3、廢紙從嚴格意義上講，屬于植物纖維原料，占我國造紙原料的40%左右。用廢紙生產(chǎn)高檔紙板操作復雜，因此一般用來制造低級瓦楞原紙，箱紙板，厚紙板等。造紙過程中，還要使用很多輔料?！蚕率觥扯?、造紙植物纖維的組成不同的植物纖維其化學組成有一定的差異，但主要成分相同：根本組成：纖維素、半纖維素、木素及少量單寧、果膠、樹脂、色素及有機溶劑抽提物〔樹脂、脂肪、蠟等〕等組成。植物纖維原料1、纖維素植物纖維是紙張的根本組成局部，它是植物纖維的主要成分。1〕結(jié)構(gòu)近來，通過X射線對纖維素進行研究，證明纖維素分子是由許多葡萄糖基通過氧橋結(jié)合成的鏈狀大分子，也就是說葡萄糖基是組成纖維素分子的根本化學單位。分子式OOHHHCH2OHHOOHHn化學結(jié)構(gòu)2〕性質(zhì)①無色無味；②常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水﹑有機溶劑﹑堿溶液及稀釋的無機酸中，但在水﹑堿溶液及稀酸中發(fā)生溶脹現(xiàn)象；③在蒸煮條件下，能夠產(chǎn)生堿性降解和酸性水解〔大分子→小分子〕；④易發(fā)生酯化﹑醚化反響；⑤易發(fā)生氧化生成氧化纖維素，使性能下降〔漂白時應注意防止〕。聚合度一般為2000左右〔在2000～4000之間〕2、半纖維素1〕結(jié)構(gòu)由不同量的幾種糖單元組成的共聚物。β-D-葡萄吡喃糖,β-D-甘露吡喃糖,β-D-半乳吡喃糖,β-D-木吡喃糖,α-L-阿拉伯呋喃糖半纖維素是幾種糖共聚物的總稱。2〕性質(zhì)聚合度一般為200左右〔在100～600之間〕與纖維素相比：可溶于稀堿液，并能溶于水中；能夠被稀酸水解，生成簡單的五炭糖，即：很易氧化﹑降解。但它能使紙在成型工藝中易于水化膨脹，成紙后彼此交織的緊密，使紙張的機械強度提高。3、木素1〕結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復雜，到目前為止沒有確定它的分子結(jié)構(gòu)。2〕性質(zhì)①原木素為白色或接近白色，一切別離的木素均有顏色，乳白色→深褐色；②能夠溶于堿液﹑酸液，且在各種氧化劑作用下分解；③受日光﹑空氣作用，會變成褐色，使纖維變脆發(fā)黃。洗料切料洗料燒制草木灰材料加草木灰一起蒸煮搗料打槽抄造曬紙

造紙的過程三、造紙的過程造紙：將植物纖維經(jīng)過加工處理，并添加有關(guān)物質(zhì)，而制得紙張的整個過程。造紙是一個復雜的過程，一般講，造紙包括制漿、漂白、打漿、加填和施膠、漿料的稀釋和精選，抄紙、整理等過程?！惨弧持茲{：從植物纖維中提取纖維的過程稱為制漿。現(xiàn)代造紙漿料是造紙的根本原料，漿料的性質(zhì)如何，對制成的紙張品質(zhì)有決定性的影響。制漿的方法有三種：機械法、化學法、化學與機械法相結(jié)合。1、機械木漿定義：利用機械磨制植物原料〔主要是木材〕制成的紙漿稱為機械木漿。方法：采用機械力或者水力將去皮原木壓在磨石外表，旋轉(zhuǎn)磨石使木材磨成纖維，再用水將它從磨石外表沖洗下去，即成磨木漿。本色木漿褐色木漿（原木先作蒸 氣處理）根據(jù)制造方法不同，機械木漿可分為特點：非纖維物質(zhì)留在了紙漿中〔褐色木漿去除局部〕，經(jīng)日光和空氣作用，易變色；由于強力的磨碎，纖維較短，紙的強度較低，日久容易變脆。但是得漿率較高，到達90～95%，且本錢較低，不使用化學藥品。制成的紙組織均勻、不透明、松軟且富有彈性，印刷性能好。所以普通磨木漿用于生產(chǎn)新聞紙、書寫紙、印刷紙以及一般用紙。而褐色磨木漿那么可以用于制造具有一定強度、良好彈性的包裝用紙和紙板，特別是工業(yè)包裝用紙板。2、化學木漿定義：采用化學藥品和原木在蒸球內(nèi)共同蒸煮，通過藥品的作用去除非 纖維素物質(zhì)而制成的木漿稱為化學木漿。

根據(jù)蒸煮時使用的藥品，可以分為：酸法木漿（亞硫酸鹽）堿法木漿（硫酸鹽）1〕酸法木漿〔亞硫酸鹽木漿〕亞硫酸亞硫酸氫鈣+①性質(zhì)：纖維較長，性質(zhì)柔軟而富有強度，有良好的結(jié)合力，易漂白， 但得漿率較低〔50%〕②分類：〔按漂白程度〕：漂白半漂白未漂白③應用：可用于生產(chǎn)各種包裝印刷紙和紙板3、化學與機械法相結(jié)合的方法①性質(zhì)：纖維損失比較少，紙漿的纖維強韌而有力；但漂白較困難。②應用：主要用于制造牛皮紙及強度較高的包裝紙袋。氫氧化鈉+硫化鈉2〕堿法木漿〔硫酸鹽木漿〕①方法：將木片在一定溫度下用化學藥品進行預處理，然后進行機械 磨漿或在常溫下用化學藥品進行預處理，再在一定溫度下 〔100度〕下將木片進行機械磨漿。②性質(zhì)：纖維強度略高于機械磨木漿③應用：可以用于新聞紙、印刷紙、各種箱板紙、瓦楞原紙等。漂白的目的是將紙漿到達所預期的白度，同時不太影響紙漿的物理化學 性能的工藝過程。未經(jīng)漂白的紙漿白度不高，目前生產(chǎn)上通常用氧化漂白和復原漂白兩種。氧化漂白是除去紙漿中殘留的木素。復原漂白是把木素中的發(fā)色基團有選擇地破壞其結(jié)構(gòu)?！捕臣垵{漂白〔三〕打漿1、為什么？制漿之后，漿料中還含有大量未離解的纖維束，它們之間的作用力很小，離解的纖維仍是僵硬的、外表光滑的、完整的形態(tài)，抄出的制強度低且粗糙，因此必須經(jīng)過打漿處理。2、什么是？將混合在水當中的纖維束疏解成單纖維，且橫向切斷到適當?shù)拈L度，縱向摩擦分裂，兩端“帚化〞發(fā)毛，增加其接觸外表積，提高纖維交織能力的過程。3、作用是？增加纖維的交織面積，增強交織能力；使得纖維當中-OH有較多浮出水面造成氫鍵結(jié)合的時機增多；通過壓潰，使得內(nèi)部滲水發(fā)生膨脹水化，變成柔軟而可塑的纖維。〔四〕加填和施膠加填是在打漿時向紙料懸浮液中參加填料來改善紙張光學性質(zhì)和使紙張具有特定性能。1、加填打漿時切斷后的纖維形狀打漿后帚化纖維的形狀打漿前的纖維形狀〔1〕作用：填塞纖維間的縫隙，使得外表均勻，使紙柔軟，減少紙的透明度和伸縮性。提高紙的白度，節(jié)約纖維原料常用的填料：白土〔白瓷土〕﹑滑石粉﹑碳酸鈣﹑硫酸鎂、高嶺土等；一般填料的參加量為20%左右?；鄹邘X土〔2〕加填對紙張性能的影響①對不透明度的影響：能提高紙張的不透明度。②對白度的的影響：能增強紙張的白度510150606570（%）白度填料量（%）合成Al(OH)3TiO2銳鈦礦涂料白漿填料白土③對強度的影響：填料的參加減少了纖維間的結(jié)合，所以加填會使紙張強度顯著下降。其中抗張強度、耐折度和耐破度下降較大，撕裂度下降較小。607080901005101520填料量%裂斷長度%0①

②

6.05.04.03.051015200填料量%撕裂指數(shù)1.61.71.81.92.02.11.51020①②填料量%挺度樺木硫酸鹽漿云杉亞硫酸鹽漿2、施膠〔1〕施膠的目的和原理是使成紙獲得抗拒流體在紙面擴散和滲透的能力。〔2〕施膠的方法內(nèi)部施膠：

松香膠料（最常用，借助沉淀劑（常用礬土）

其它膠料（石蠟膠，石蠟松香膠，瀝青膠）合成膠料（可得到高的憎液性能；經(jīng)濟；）動物膠表面施膠淀粉(starch)其它膠料如聚乙烯醇(PVA),羥甲基纖維素（CMC)， 甲基纖維素〔3〕外表施膠對印刷紙性能的影響〔1〕對紙張抗水能力的影響?！?〕對紙張油滲性的影響?！?〕對紙張可擦性的影響?？刹列裕杭垙堅跓o任何腐蝕作用下，從紙面擦去印跡的性質(zhì)?？刹列缘暮饬浚嚎?jié)B透能力、抗摩擦能力、外表平滑度和擦去印跡后保存施教效果的能力?！?〕對紙張強度的影響?！蔡岣吣驼鄱?、耐破度、抗張強度、外表強度〕〔五〕漿料的稀釋和精選1、稀釋紙越薄，稀釋的濃度就越低。一般稀釋濃度到0.5～1%。2、精選進一步除盡漿料中的砂子以及剩余的纖維束等雜質(zhì)?！擦吵埨贸垯C將處理好的漿料通過抄紙機相互交織成紙張。抄紙機在結(jié)構(gòu)上可以分為：濕部：使稀釋的漿料通過銅網(wǎng)傳送到毛毯上，濾去