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1、第二章 包装纸和纸板 (Packaging Paper and Board) 第一节 造纸原料 纸和纸板的生产过程： 一、造纸原料的种类 二、造纸植物纤维原料的生物结构 1 粗视结构（肉眼辨别） 树皮、形成层、木质部、树芯年轮 造纸 纤维与细胞（光学纤维经辨别） 微细纤维（电子显微镜辨别） 三、造纸植物纤维的化学组分 纤维素 (1) 主要性能特点 吸水 在酸和或碱性条件下发生水解和降解； 易发生氧化反应，结果甙键断裂或未端基氧化剥离(剥皮 反应) 羟基中的氢易为其它基团取代而硝化(-OONO2)、醚化 (-OCOCH3) (2) 作用 提高纸张强度 透明 2 半纤维素 (1) 半纤维素的组成与
2、性能 a 半纤维素也是一种碳水化合物，与纤维素不同的 是： 主要由木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖 等种基团构成的支链高分子化合物，聚合度约为200 b 化学性能更活泼，易水解、降解、氧化 (2) 作用 提高阻隔性能如不透气、不透光，提高吸收性等 3 木素 (1) 组成：网络状高分子化合物，其化学成分主要为对羟苯 基、愈疮木基、紫丁香基。 (2) 性能： 它是一种胶质，主要存在于胞间层、初生壁中，起粘合剂 作用； 与酸、碱易生成水滤物； (3) 作用：适量时可提高纸和纸板挺度。 4 少量成分 松香、胶质、脂肪、无机物等 5 化学成分在纤维中的分布 胞间层主要是木素，S1层-纤维素、木素，
3、S2层-纤 维 素 四、化学成分在纤维中的分布 常用造纸原料的化学组成 原料纤维纤维 素/% 半纤维纤维 素/%木素/%灰分/%其它/% 红红松53.1210.4627.690.428.31 落叶松52.5511.2727.440.368.38 马马尾松51.8615.0828.420.334.31 杨杨木43.2423.5017.100.3215.84 桦桦木53.4321.223.910.820.64 柏木44.1610.6932.440.4112.30 稻草39.1222.4511.6613.3913.38 麦草40.4025.5622.346.045.66 芦苇苇50.9722.151
4、9.583.683.62 毛竹44.3521.4130.671.102.47 棉杆50.2319.2111.003.205.36 棉花96.001.0000.202.80 结结构厚度，m 化学成分 (%) 纤维纤维 素半纤维纤维 素木素 ML P S1 S2 S3 12 0.030.10 0.100.20 0.500.80 0.070.10 0 10 35 55 55 10 20 25 35 40 90 70 40 15 5 针叶木纤维细胞中化学成分的分布 第二节 制浆工艺 一、定义 将造纸原料分散为单根纤维的过程叫制浆(Pulping)，获 得的产品称为纸浆（pulp)。 二、备料 制浆前把
5、粗长的木材、禾草切成小块的料片并去除杂质 （树树皮、树节树节 、草根、草叶等）的操作。一般木材要切成长 15-20mm，厚3-5mm,宽不超过20mm的木片，禾草类为30mm 长的草段。 三、制浆 一般的制浆过程： 原料料片制浆 化学法 机械法 化学机械法 纸浆 备料 1 化学法制浆(CP, Chemical Pulping) （1）原理 用化学药液蒸煮料片，在高温下化学药剂与料片中的木 素反应生成水溶物，使纤维分离分散成为浆料。 （2）特征 这种方法制得的纸浆大致保留了纤维的天然长度，去除 了大部分木素，能用来生产强度高、柔软的高档纸；缺点 是得率低，污染大。 得率=纸浆/原料100% （3
6、）化学法制浆方法比较 种类类化学法 药药品成分特征适用原料纸浆纸浆 用途 碱法 石灰法Ca(OH) 2脱胶、脂强， 脱木素差 禾草、棉 、麻 纸纸板、证证券 纸纸、卫卫生纸纸 烧烧碱法NaOH脱木素强芦苇苇、阔阔 叶木 文化用纸纸 硫酸盐盐 法 NaOH+Na2 S 脱木素强，对对 纤维纤维 破坏小 针针叶木、 竹、芦苇苇 高档文化用 纸纸和包装纸纸 酸法 亚亚硫酸 盐盐法 Na2SO3、 MgSO3 等 脱木素强，对对 纤维纤维 破坏小 所有原料文化用纸纸 (4)化学法制浆工艺 根据蒸煮过程分类：间歇式和连续式蒸煮。以回转 式蒸球为例。 （5）漂白 a.白度：白色或接近白色的纸和纸板表面对蓝
7、光 的反射率相对于蓝光照射标准白板表面时反射率 之比，称为白度，以%表示。 b.漂白方法 氧化性漂白： 漂白剂：ClO2，NaClO，H2O2 ，l2 特点：漂白白度高，稳定性好，永久漂白，但破坏纤维 素。 还原性漂白： 漂白剂：Na2S2O4 ，ZnS2O4 特点：漂白稳定性差，短时漂白，但不破坏纤维素。 2 机械法制浆 (MP, Mechanical Pulping) (1) 原理 通过机械摩擦、剪切、撕裂、切割等作用将原料分 散成纤维。 (2) 特点 得率高，无污染。因保留了所有成分(杂细胞、木素) 及对纤维的切断，使得用这种浆生产的纸强度低、发 脆，漂后发黄等。 (3) 生产工艺 通过
8、链式磨木机、磨石磨木机或盘磨机磨解原木或木 片。 以链式磨木机为例。它由料箱、送料链条、磨石等组 成。 原木磨木机筛选本色浆漂白 链式磨木机 化学机械法制浆(Semi-chemical Pulping) 原理 先将原料用低浓度的化学药液在较低温度下作短时间 蒸煮处理，使原料松弛、松软，然后用盘磨机磨制成 浆。 (2) 特点 得率介于化学浆和机械浆之间，只能得到本色浆。 第三节 造纸工艺 造纸定义 将制得的纸浆分散开来通过抄造技术制得交织均匀 的薄片。 造纸方法 目前以湿法造纸为主。 一、打浆与调料 1 打浆(Beating) （1） 原理与作用 利用物理机械方法处理浆料，使纤维经挤压、摩 擦、
9、揉搓、剪切等作用，互相分离成单根纤维；并且 使纤维脱出ML、P、S1层，分丝帚化，以利于纸页成 型时纤维柔软地互相交织在一起，增加接触面积，提 高机械缠绕力和化学结合力，增强纸张强度与紧度。 氢键的形成：纤维分散于水中，当水在网上大部脱除 之后，其间少量残留水与纤维上的羟基形成水桥；加 热时水被蒸发，促使纤维足够接近(2.552.75A)形成 氢键。 b. 打浆机 槽式打浆机、盘磨机、磨浆机 。 2 施胶(Sizing) 通过向纸浆冲加入耐水性胶料或在纸幅表面涂胶 ，使纸张获得抗拒液体扩散和渗透的能力。 a 施胶的作用 洇水：纤维交织成纸时形成众多毛细孔，毛细作用产 生泅水，结果纸张吸潮、印刷
10、效果劣。 胶料填塞毛细孔，阻止水分渗入。 b 施胶方法 以松香胶为例，先将松香加碱和蒸汽熬成胶料，然后 加入打浆后的纸浆中，用明矾作用将松香粒子沉淀在 纤维上，在干燥高温下松香熔化堵塞毛细孔。 另外石蜡、沥青亦可作为施胶剂。 3 加填(Fill) 向纸浆中加入适当的无机填料，以改善纸页的光 学性能(不透明)、印刷性能(表面干滑、均匀、吸墨性 好)，降低成本。 滑石粉(成分:MgO 30.6%, SiO2 62%, 白度96.8%, 粒 度0.25-5)， 瓷土(成分:Al2O3 39%, SiO2 45%,白度82%,粒度0.5- 10), 另外还可加：CaCO3，TiO2，BaSO4。 *但
11、是，加入填料会使纸张强度降低，加入量在240% 。 4 调浓及其它处理 染色 根据要求可加入适当染料制成希望色泽的纸张 增强 加入增强剂 (羧甲基纤维素，CMC)、耐磨、抗 湿剂 (脲醛、三聚氰胺树脂)等 调浓至0.11.5% 二、造纸机(Papermaker) 造纸机主要有长网造纸机、圆网造纸机等。 1 长网造纸机 (1) 流浆箱：以稳定的流速、均匀地将浆料迸上铜网。 (2) 成型网部：浆料在网上脱水，形成厚薄均匀的湿纸 幅。 l 定量(Grammage )、厚度(Thickness)的形成 l 正面(Felt side)反面(Wire side)的形成：纸幅接触网的 一面为反面，由于细小纤
12、维流失而显粗糙；正面较平 整，从而产生了两面差。 l 纵向(Machine direction)、横向(Cross direction)的形 成：沿纸幅运行的方向为纸的纵向，另一为横向。 (3) 压榨部：挤压脱水，增加纸页紧度，干度达3040% 。 (4) 干燥部：蒸发水分，干度达8896%。 烘缸 直径达1.5-6m，表面温度为70-105 (5) 压光：提高紧度、平滑度、光泽度及不透气性 (6) 整理：卷取、复卷、裁切、分选、打包等 2 圆网造纸机(Cylinder Machine) (1) 构成 由网槽、圆网、毛布、伏辊、压榨、烘缸等构成 (2) 单圆网造纸机：主要用于生产薄纸 (3)
13、多圆网造纸机 可用于生产 厚纸板 多层纸板 带水印的纸和纸板 第四节 纸和纸板的性能及测试方法 一、包装纸和纸板的种类 纸包装材料 包装纸：牛皮纸、铜版纸、瓦楞原纸、纸袋纸、鸡 皮纸、食品包装纸、中性包装纸等。 包装纸板：白纸板、黄纸板、箱纸板、灰纸板、 茶纸板、标准纸板、厚纸板等。 加工纸和纸板：羊皮纸、玻璃纸、防锈纸、保鲜纸 、防油纸、真空镀铝纸、涂布纸板、复合纸板、钢 纸板、瓦楞纸板、蜂窝纸板。 鸡皮纸 铜版纸 牛皮纸 二、纸和纸板的商品形式及规格 1、平板纸 (1)规格787*1092mm 850*1168mm 880*1230mm (2) 计数 1令=500张(英1000) 1件(约
14、250Kgf) (3) 平版纸的分切 开： 对 四 八 十六 三十二 六十四 (5) 手工纸的计量 25张/合 4(8)合/刀 2刀/码 20码/担(50Kgf)； 三尺(1000*550) 四尺(1380*690) ； 六尺(1800*970) 八尺(2480*1240)； A类类规规格 (mm) B类类规规格 (mm) A3297*420B4257*364 A4210*297B5182*257 A5148*210B6128*182 (4) 复印纸规格（A类规格B类规格） 2、卷筒纸 直径：750850mm 幅宽： B:787 850 880 1092 1168 1230 1575mm W:
15、2501000Kgf 怎样计算纸卷的纸张长度： 式中 G-定量 3、卷盘纸 用于卷烟、容器盒、纸轴、复合罐等 制造，宽度在60300mm之间。 三、包装纸和纸板的性能 外观性能：尘埃、透明点、斑点、裂口等治病； 强度性能：耐破度、撕裂强度、戳穿强度等； 物理性能：定量、厚度、水分等； 表面性能：平滑度、耐磨性、印刷强度、掉毛； 透气与吸收性能：吸收水、墨； 光学性能：白度、光泽度、透明性； 适印性能：印刷适性、拉毛速度、尺寸稳定性； 卫生、化学性能：卫生指标、防锈、离子含量、灰分 、PH。 四、测试标准预测试准备 1、国内标准 国家标准： GB、GB/T(推荐性标准) 部、行业标准： QB、ZB、HB、ZBY 2、国际标准 国际标准化组织标准 ISO The International Organization for Standardization 美国材料试验标准 AST
