包裝印刷造紙制漿基礎知識培訓

造紙制漿基礎知識培訓2主要內(nèi)容3被子植物門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

、樹脂

、脂肪

、蠟質(zhì)

、灰分等

。8①木材的化學成分?一般來說,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胞壁內(nèi),是植物纖維的主要成分,約占40-98％,它是在制漿過程中應極力設法保留的部分?！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)疏松無定形,易于吸水潤脹,易溶于稀堿液。半纖維素也是在制漿過程中應該極力保留的部分■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。化學制漿就是用化學藥品使纖維原料中的木素溶出,使纖維互相分離成漿。10細胞壁由嵌在半纖維素和木素的無定形基質(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)單元無定形半纖維素和木素位

之間的空間②細胞壁的結(jié)構(gòu)組成微纖絲纖維素分

子鏈葡萄糖

基于微纖絲細胞壁纖絲以纖維素的微纖絲狀態(tài)存在于細胞壁中，

賦予細胞拉力強度

。在細胞壁的各個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

，

而且分出了細胞壁

的各個壁層

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

—

—

細胞壁的結(jié)構(gòu)14纖維的縱向結(jié)合強度大,橫向的結(jié)合強度弱,沿纖維的橫向潤漲較為容易只能透水,不能潤漲,在打漿時會限制次生壁中層的潤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木素含量較低細胞壁各層的理化結(jié)構(gòu)外觀

厚度/μm

化學組成特性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細胞類型中文名香脂冷杉歐洲赤松

挪威云杉黑松黑云杉

白云杉

火炬松

濕地松

長葉松

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)學性質(zhì)1.0-1.21.0-1.30.9-1.01.2寬度/μm細胞壁厚度/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？將造紙原料分散為單根纖維的過程叫制漿，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。制漿的基本過程:制漿前把粗長的木材

、

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制漿方法化學法制漿原理:用化學藥液蒸煮料片，在高溫下化學藥劑與料片中的木素反應生成水溶物，使纖維分離分散成為漿料?；瘜W漿的特點:這種方法制得的紙漿大致保留了纖維的天然長度，去除了大部分木素，能用來生產(chǎn)強度高、柔軟的高檔紙。缺點:得率低，污染大。22化學法制漿◆原理:通過機械摩擦、剪切、撕裂、切割等作用將原料分散成纖維?！籼攸c:得率高、無污染。因保留了所有成分（雜細胞、木素）及對纖維的切斷，使得用這種漿生產(chǎn)的紙強度低、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)過程中不使用任何化學藥品。23機械法制漿化學預處理（浸漬）

是用化學藥劑將原料的非纖維成分溶解掉

，

實現(xiàn)纖維的軟化

，

使纖維組織松弛，

更適于磨漿

。先用溫和的化學法處理原料,然后磨解成漿。特點:兩段制漿，包括化學預處理和機械后處理兩個階段。24化學機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，提高制漿強度。以微生物或其制品（酶）對木片進行預處理,然后用機械法或化學機械法制漿。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。利用機械作用處理懸浮于水中的紙漿纖維,使其具有適應在造紙機上生產(chǎn)所要求的特性,并使所生產(chǎn)的紙張能達到預期質(zhì)量的操作過程。26打漿制漿纖維機械改性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指標

。2

、

纖維長度

—

—

通常是指紙料中纖維的平均長度

。3

、

纖維濕重

—

—

是間接表示纖維長度的一個指標

。使一

定量的稀釋紙料通過框架

，

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

，

用以表示纖維潤脹和細纖維化的程度

，

從而間接的衡量纖維之間結(jié)合力的大小和預計到成紙的強度

。用結(jié)合水量對絕干纖維量％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■①細胞壁的位移和變形打漿的機械作用是次生壁中層的細纖維同心層發(fā)生位移和變形,使細纖維之間的間隙增大,水分子更容易滲入,為纖維的潤漲創(chuàng)造了有利條件,使纖維變得柔軟,對初生壁和次生壁外層的破除起到了重要的促進作29（一

）打漿對纖維的作用用

?！觫诔跎诤痛紊谕鈱拥钠瞥捎诔跎诤痛紊谕鈱幽舅睾枯^多,能透水而不能潤漲,并緊緊地束縛次生壁中層,使次生壁中層的細纖維得不到松散和潤漲。需要通過打漿的機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漲和細纖維化?！觫蹪櫭涬y以潤脹的P層和S1層被破除后,S2層便開始潤脹,由于S2層的各向異性的結(jié)構(gòu),因而有可能發(fā)生潤脹。潤脹的結(jié)果,有使纖維直徑增大的趨勢,并變得柔軟可塑。又因吸水潤脹,纖維的比容有所增加,使纖維細胞壁的結(jié)構(gòu)變得松弛,降低了細纖維之間的內(nèi)聚力,為打漿機械的進一步細纖維化作用提供了基礎。潤脹與纖維中所含的親水性物質(zhì)（即半纖維素）有關(guān)。30纖維的切斷與潤脹有一定的關(guān)系。纖維吸水潤脹后具有良好的柔韌性,纖維就不容易被切斷。纖維潤脹不良而挺硬時,則容易切斷。纖維切斷后,斷口增加,有利于水分的滲入,又能促進纖維的潤脹作用。纖維切斷——有利于纖維的分絲帚化和細纖維化。長纖維經(jīng)適當切斷后,可以提高紙張的勻度和平滑度,但過度切短會降低紙張的強度,特別是撕裂度。所以應根據(jù)紙種的要求和原料的特性,嚴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細纖維化作用是指纖維的縱向分裂和帚化作用

?？v向分裂

—

—

從縱向?qū)⒗w維劈開

。帚化

—

—

是指纖維兩端的分絲和起毛現(xiàn)象

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

打漿對雜細胞的作用纖維數(shù)量大，打漿過程中，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，因而纖維吸水潤脹和細纖維化較好；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脹并產(chǎn)生細纖維化，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，即說明打漿很不均勻。因而，在打漿過程中，應盡量采取措施，保證打漿的均勻性。34√打漿度↗,纖維潤脹和細纖維化↗,比表面積↗,游離羥基↗,結(jié)合力不斷↗?！探Y(jié)合力起始上升快,說明潤脹和細纖化很快,中期上升漸慢,說明外表已暴露,結(jié)合面積增加速度越來越慢。后期,曲線逐漸平直,說明已高度細纖化,再進一步提高結(jié)合面積已很困難,結(jié)合力達到最高點?！汤w維平均長度近乎直接下降,其斜率大小取決于打漿方式,如重落刀,纖維長度下降快。反之輕落刀,纖維切斷少,纖維平均長度下降慢?！探Y(jié)合力和纖維平均長度是影響其他指標的主要因素。35打漿對纖維性能的影響■裂斷長裂斷長是造紙生產(chǎn)中衡量紙頁的抗張強度指標。主要受纖維間結(jié)合力和纖維平均長度的影響，同時與纖維的交織排列和纖維自身的強度等也有關(guān)。曲線特征:初期上升很快，中期緩慢并達到最高點，后期下降。在打漿初期，主要影響紙張裂斷長的是纖維結(jié)合力；隨著打漿時間的延長，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度的繼續(xù)下降，也會影響到裂斷長的變化。這種對比關(guān)系，自然就會使紙張的裂斷長產(chǎn)生轉(zhuǎn)折點，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，纖維本身的強度和在造紙機銅網(wǎng)上形成紙張的過程，也會在一定程度上直接影響紙張的裂斷長。36打漿對纖維性能的影響■耐折度指在一定張力下所能承受的180°往復的折疊次數(shù)。主要影響因素:纖維的平均長度、纖維結(jié)合力、纖維在紙頁中的排列、纖維本身的強度和彈性等，最主要的是纖維平均長度?！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度，其次是纖維結(jié)合力、纖維排列方向、纖維強度和纖維交織情況。37打漿對纖維性能的影響■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率和伸縮性伸長率指紙張受到張力至斷裂時，伸長的百分率，伸縮性是表示紙張浸入水中或在不同濕度增濕或減濕時，尺寸的變化。伸長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、纖維本身的強度和彈性、纖維的長度和紙頁干燥時所受的張力大小等?！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)合力曲線相對稱。38√隨打漿度,纖維結(jié)合力,紙頁的緊度、收縮率,紙頁的吸收性、透氣度,有利于提高紙頁的各種強度；√隨打漿度持續(xù),纖維的長度不斷變短,紙頁的各種強度指標。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,纖維越細勻度越好,長纖維易絮聚；纖維長度和粗度均降低時,纖維有形成一個更加緊湊的網(wǎng)絡系統(tǒng)趨勢；抗張強度取決于纖維的長度和纖維的內(nèi)在強度——當纖維結(jié)合較弱時,抗張強度主要受纖維結(jié)合的控制,如果纖維結(jié)合程度大,抗張強度主要受纖維內(nèi)在強度的影響；抗張隨纖維長度增加而提高,但當纖維長度達到一定程度時,抗張強度主要受纖維強度控制,不再受纖維長度的影響。41纖維性質(zhì)對紙性能的影響（

一）纖維越長,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↗,當達到某一最大值后,隨結(jié)合程度進一步↗,撕裂度↘。當纖維較長,有足夠的結(jié)合時,撕裂度與纖維強度的平方成正比,如果纖維較短,結(jié)合較差,撕裂度對纖維強度的依賴性減弱。耐折度隨著纖維長度和紙頁緊度的增加而提高。紙的散射系數(shù)和不透明度隨著纖維粗度的下降而降低。長纖維由于其高分子量,能提高紙頁粗糙度長纖維比短纖維更加粗糙。42纖維性質(zhì)對紙性能的影響（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)均長度較高,說明單根纖維相對較長,或纖維數(shù)量相對較少；而所有纖維（含<0.2mm）的數(shù)均長度,我公司處于