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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,5.3,造紙材料及造紙工藝,5.3.1 植物纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài),造紙用的植物纖維一般有針葉木、闊葉木、麥草、蘆葦、蔗渣、棉纖維等幾種。由于植物在不同地方生長，其纖維形態(tài)有一定的差異，植物部位不同，纖維形態(tài)也是不同的。,1.不同植物的纖維形態(tài),（1）,針葉木,木質(zhì)由95的管細(xì)胞構(gòu)成，髓線細(xì)胞及樹脂道約5，其雜細(xì)胞不多，所得到的木漿較純，且纖維長，可用來造高強(qiáng)度的高級紙張。,落葉松及落葉材,馬尾松,5.3 造紙材料及造紙工藝5.3.1 植物纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài)落,1,（2）,闊葉木,木質(zhì)部由2040是導(dǎo)管，纖維較針葉木

2、短，含有很多雜細(xì)胞，造出的紙疏松，不透明，一般用來制造印刷類紙。,包裝印刷紙的類別及特性,桉樹,楊樹及楊木,（2）闊葉木 木質(zhì)部由2040是導(dǎo)管，纖維較針葉木,2,包裝印刷紙的類別及特性,包裝印刷紙的類別及特性,3,3）,麥草,纖維一般長度在1.301.71mm之間，麥草制造的紙強(qiáng)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0.951.52mm之間，雜細(xì)胞含量約占35，蘆葦制造的紙強(qiáng)度低，一般用來制造印刷用紙。,包裝印刷紙的類別及特性,麥草,生長和收割后的蘆葦,3）麥草 纖維一般長度在1.301.71mm之間，麥,4,（5）,蔗渣,是甘蔗制糖后殘剩的纖維物質(zhì)，纖

3、維長度大部分為1.473.04mm，一般用來制造半透明紙，書寫紙、印刷用紙。,包裝印刷紙的類別及特性,（6）,棉纖維,棉纖維現(xiàn)為長度可達(dá)到2056mm。雜細(xì)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,（5）蔗渣 是甘蔗制糖后殘剩的纖維物質(zhì)，纖維長度大部分為,5,包裝印刷紙的類別及特性,包裝印刷紙的類別及特性,6,2.木材纖維的結(jié)構(gòu),在木材纖維結(jié)構(gòu)中，木素將纖維一束束的粘在一起，但胞間層濃度最大，占該部分組織容積的絕大部分，一般約80。木材在纖維細(xì)胞壁生長過程中最初會(huì)形成初生壁，初生壁內(nèi)沉積一層細(xì)胞壁，這層稱為次生壁，（次生壁分為三層，即內(nèi)層、主體、外層）在次生壁

4、外層是第三層壁，最后是細(xì)胞腔。,包裝印刷紙的類別及特性,2.木材纖維的結(jié)構(gòu)包裝印刷紙的類別及特性,7,5.3.2 植物纖維的化學(xué)成分及特點(diǎn),在制漿過程中，將植物纖維經(jīng)加工處理，去掉植物纖維中含有的木質(zhì)素、果膠、樹脂、脂肪等其他成分，僅保留纖維素和半維素等有效成分。,包裝印刷紙的類別及特性,植物纖維原料,5.3.2 植物纖維的化學(xué)成分及特點(diǎn)包裝印刷紙的類別及特性,8,1.纖維素,植物纖維是紙張的基本組成部分，它是植物纖維的主要成分，它的化學(xué)結(jié)構(gòu)是脫水D葡萄糖單元通過1，4苷鍵連接而成的高分子化合物。結(jié)構(gòu)式如下：,CH,2,OH,O,OH,HO,H,OH,CH,2,OH,OH,OH,CH,2,OH

5、,OH,OH,OH,O,O,O,O,H,n,1,4,2,3,1,2,3,4,4,3,2,1,包裝印刷紙的類別及特性,1.纖維素CH2OHOOHHOHOHCH2OHOHOHC,9,H,O,H,H,O,O,H,H,O,O,H,H,O,H,H,O,O,H,H,O,H,H,O,O,H,H,O,H,O,H,O,H,O,H,O,H,O,H,O,O,纖維素,分子鏈,H,纖維素,分子鏈,纖維素,分子鏈,脫水,纖維素分子鏈之間通過脫水形成氫鍵，使紙張獲得了強(qiáng)度。,包裝印刷紙的類別及特性,HOHHOOHHOOHHOHHOOHHOHHOOHHOHOH,10,2.半纖維素,半纖維素是除纖維素和果膠以外的碳水化合物，也

6、稱為非纖維素碳水化合物。與纖維素不同，半纖維素是由兩種或兩種以上單糖基組成的不均一聚糖，大多帶有短的側(cè)鏈。構(gòu)成半纖維素單糖主要是：D-木糖、D-葡萄糖和D-甘露糖、D-半乳糖。構(gòu)成半纖維素短的側(cè)鏈糖基有：木糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、巖藻糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸等。,3.木素,木素存在于植物的木化組織之中，維管植物細(xì)胞壁中含有存在木素量的大部分，而細(xì)胞間層物質(zhì)的大多數(shù)都是木素，它使纖維相互粘合而固結(jié)。木素的基本結(jié)構(gòu)單元見下頁圖所示。因此，要分離纖維，就必須溶解木,包裝印刷紙的類別及特性,2.半纖維素包裝印刷紙的類別及特性,11,素，這就是化學(xué)制漿的實(shí)質(zhì)。按照被保留在紙漿中木素的含量

7、，可以將紙漿區(qū)分為軟漿和硬漿。軟漿木素含量在2%左右，硬漿木素含量約為8%，半化學(xué)漿木素含量高達(dá)15%，紙漿的漂白是在盡可能少損傷纖維素和半纖維素的情況下進(jìn)一步除去殘留在紙漿中的木素。,包裝印刷紙的類別及特性,OH,OCH,3,OH,OH,OCH,3,OCH,3,愈瘡木基,紫丁香基,對羥苯基,素，這就是化學(xué)制漿的實(shí)質(zhì)。按照被保留在紙漿中木素的含量，可以,12,4.其他成分,造紙?jiān)现械拇我瘜W(xué)物質(zhì)有果膠質(zhì)、礦物質(zhì)和各種抽提物等。,果膠質(zhì)是聚半乳糖尾酸中一部分羧基被甲基酯化，一部分被中和成鹽的高分子化合物。其在木材及草類中含量很少，一般不超過1，在韌皮原料和嫩枝材中含量較多，在5以上。植物中天然

8、果膠質(zhì)不溶于水，在水中或稀酸中加熱時(shí)，則易于溶解。,抽提物分為冷水抽提物、熱水抽提物、有機(jī)溶劑抽提物和稀堿液抽提物。其中包括果糖、單寧、淀粉、脂肪、樹脂、蠟類等。這些成分品種復(fù)雜多樣，含量極少。,礦物質(zhì)是指造紙?jiān)先紵髿埓娴奈镔|(zhì)，又叫灰分。木材灰分含量較少，一般都在1以下，草類原料灰分較高，在2以上；稻草灰分含量最高，達(dá)1015。,包裝印刷紙的類別及特性,4.其他成分 包裝印刷紙的類別及特性,13,5.3.3 纖維形態(tài)及造紙輔料對紙張質(zhì)量的影響,1.,纖維長度及壁腔比,纖維長度影響紙張的撕裂度，纖維長可提高紙張的撕裂度、抗張強(qiáng)度、耐破度及耐折度，造紙纖維長度是植物纖維原料好與差的重要指標(biāo)。,

9、2,壁厚,壁腔比,胞腔直徑,通常細(xì)胞壁薄而腔大的纖維制造的紙張抗張強(qiáng)度較大。反之壁厚腔小的纖維制造紙張強(qiáng)度較低，但紙頁疏松，吸水性好。,包裝印刷紙的類別及特性,5.3.3 纖維形態(tài)及造紙輔料對紙張質(zhì)量的影響包裝印刷紙的,14,2.造紙輔料,造紙過程中，一般包括施膠、加填、染色和填加助劑等工序。,（1）施膠,目的是使紙產(chǎn)品得到抗水性能和阻止液體向其滲透。經(jīng)施膠的紙產(chǎn)品不易被水及溶液體滲透。,一般施膠方法分為兩種類型，一種是內(nèi)部施膠也稱內(nèi)施膠，另一種是表面施膠又稱紙面施膠。,根據(jù)紙產(chǎn)品用途按需又可分為重施膠、輕施膠、不施膠三類。,（2）內(nèi)部施膠用料,松香膠料、合成膠料、其他膠料,包裝印刷紙的類別及

10、特性,COOH,C,H,3,松香酸分子結(jié)構(gòu),2.造紙輔料包裝印刷紙的類別及特性COOHCH3松香,15,CH,3,(CH,2,),14,CH=C-O,CH,3,(CH,2,),14,CH,2,-CH-C=O,CH,3,(CH,2,),16,-C-O-C(CH,2,),16,CH,3,O,O,烷基乙烯酮二聚物（AKD）,硬脂酸酐,包裝印刷紙的類別及特性,CH3(CH2)14CH=C-OCH3(CH2)14CH2-,16,（3）表面施膠用原料,動(dòng)物膠、變性淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、石蠟?zāi)z和其他表面施膠劑。,明膠,陽離子淀粉,聚乙烯醇,羧甲基纖維素,包裝印刷紙的類別及特性,（3）表面施膠用原料明

11、膠陽離子淀粉聚乙烯醇羧甲基纖維素包裝印,17,3.加填,加填是在打漿時(shí)向紙料懸浮液中加入填料來改善紙張光學(xué)性質(zhì)和使紙張具有特定性能。加填可使紙張的不透明度和白度提高，增加紙張柔軟性，改善紙張平滑度，降低紙張吸濕性，增強(qiáng)紙張吸油墨性，使紙張具有良好的印刷適性。,（1）常用的加填原料,滑石粉、碳酸鈣、高嶺土、鈦白粉，除以上幾種加填料外，還有燒石膏、鈣鎂白、碳酸鎂、硫酸鋇、鋅鋇白等。,包裝印刷紙的類別及特性,滑石粉,高嶺土,3.加填包裝印刷紙的類別及特性滑石粉高嶺土,18,（2）加填料對紙張的影響,包裝印刷紙的類別及特性,0,1,2,3,4,5,5,10,15,20,（%）,粒徑(m),反射,散射,

12、對不透明度的影響：能提高紙張的不透明度,填料顆粒細(xì)小，折射率高，使紙張不透明度明顯提高,（2）加填料對紙張的影響 包裝印刷紙的類別及特性0,19,對白度的的影響：能增強(qiáng)紙張的白度,0,5,10,15,60,65,70,（%）白度,填料量（%）,合成Al(OH),3,TiO,2,銳鈦礦,涂料白漿,填料白土,包裝印刷紙的類別及特性,對白度的的影響：能增強(qiáng)紙張的白度051015606570,20,對強(qiáng)度的影響：填料的加入減少了纖維間的結(jié)合，所以加填會(huì)使紙張強(qiáng)度顯著下降。其中抗張強(qiáng)度、耐折度和耐破度下降較大，撕裂度下降較小。,包裝印刷紙的類別及特性,60,70,80,90,100,5,10,15,20

13、,填料量%,裂斷長度%,0,對強(qiáng)度的影響：填料的加入減少了纖維間的結(jié)合，所以加填會(huì)使,21,6.0,5.0,4.0,3.0,5,10,15,20,0,填料量%,撕裂指數(shù),包裝印刷紙的類別及特性,6.05.0 4.03.051015200填料量%撕裂指數(shù)包,22,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0,2.1,1.5,10,20,填料量%,挺度,樺木硫酸鹽漿,云杉亞硫酸鹽漿,包裝印刷紙的類別及特性,1.61.71.81.92.02.11.51020填料量,23,4.染色,紙張除白色外還有其他顏色的，其他顏色的紙是經(jīng)過染色處理制造出來的。染料分為：堿性染料、酸性染料、直接染料、熒光增白劑。,5.化

14、學(xué)助劑,助劑一般分為干增強(qiáng)劑、濕增強(qiáng)劑、助濾劑、消泡劑、防腐劑,包裝印刷紙的類別及特性,彩色紙,消泡劑,4.染色包裝印刷紙的類別及特性彩色紙消泡劑,24,5.4 紙張制造,5.4.1 制漿方法及分類,制漿方法大致分成機(jī)械法、化學(xué)法、綜合法三大類。他們都是通過機(jī)械的、加熱的、化學(xué)的方法使木材（或其他纖維材料）轉(zhuǎn)化為纖維結(jié)構(gòu)的工藝過程。各種制漿方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。,1.機(jī)械制漿,用機(jī)械方法磨碎纖維原料所得到的紙漿稱為機(jī)械漿，其原料可以是木材，也可以是草。機(jī)械法制漿分為三類：白色磨木漿、褐色磨木漿、化學(xué)磨木漿。,2.化學(xué)制漿,分為硫酸鹽法制漿、亞硫酸鹽法、堿性亞硫酸鹽法。,5.4 紙張制造5.4.1 制

15、漿方法及分類,25,3.半化學(xué)法和化學(xué)機(jī)械法,半化學(xué)法和化學(xué)機(jī)械法制漿是將機(jī)械法和化學(xué)法制漿綜合。一般用來生產(chǎn)普通新聞紙、包裝紙、包裝紙板。在生產(chǎn)工藝中化學(xué)藥品用量少、生產(chǎn)成本低、紙漿得率高、環(huán)境污染小。,5.4.2 漂白,漂白的目的是將紙漿達(dá)到所預(yù)期的白度，同時(shí)不太影響紙漿的物理化學(xué)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還原漂白兩種。,氧化漂白是除去紙漿中殘留的木素。,還原漂白是把木素中的發(fā)色基團(tuán)有選擇地破壞其結(jié)構(gòu)。,包裝印刷紙的類別及特性,3.半化學(xué)法和化學(xué)機(jī)械法包裝印刷紙的類別及特性,26,H,O,H,H,O,O,H,H,O,O,H,H,O,H,H,O,O,H

16、,H,O,H,H,O,O,H,脫水干燥,纖維素,分子鏈,纖維素,分子鏈,H,O,H,O,H,O,H,O,H,O,H,O,H,O,O,纖維素,分子鏈,纖維素,分子鏈,H,水橋,分子間氫鍵,5.4.3 打漿,經(jīng)過打漿制造的紙可以改善紙張的強(qiáng)度、表面粗糙度和疏松多孔等性能。打漿是機(jī)械和物理過程，纖維在經(jīng)過打漿后，形態(tài)和性質(zhì)都發(fā)生了改變，能提高紙張的強(qiáng)度、耐破度和耐折度、平滑度、挺度和緊度及收縮性，但降低了撕裂強(qiáng)度和不透明度。,包裝印刷紙的類別及特性,HOHHOOHHOOHHOHHOOHHOHHOOH脫水干燥纖,27,包裝印刷紙的類別及特性,打漿與紙張性能之間的關(guān)系如下圖所示,包裝印刷紙的類別及特性打漿與紙張性能之間的關(guān)系如下圖所示,28,5.4.4 紙張的抄造,一般抄紙分為兩大類：濕法和干法。濕法是以水為介質(zhì)，干法是以空氣為介質(zhì)，目前絕大多數(shù)用濕法生產(chǎn)紙張。,包裝印刷紙的類別及特性,流漿箱,網(wǎng)案部,壓榨部,干燥部,壓光,卷紙,長網(wǎng)抄紙機(jī)示意圖,5.4.4 紙張的抄造包裝印刷紙的類別及特性流漿箱網(wǎng)案部壓,29,濕法造紙又分為三大類：,長網(wǎng)造紙機(jī),圓網(wǎng)造紙機(jī),夾網(wǎng)造紙機(jī),造紙機(jī),包裝印刷紙的類別