第一篇纸包装材料

⑵ 特点
和原纤维相比，纤维短小，强度下降，杂质的去 除比较复杂。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 造
3. 二次纤维
纸 ⑶ 用途
原 料 我国目前对废纸还没有一个很科学、很详
细的分类回收办法，各种高质量的废纸和
低质量的废纸混在一起被回收上来，因是
混合纤维，缺乏一致性，只能用来生产瓦
楞原纸、箱板纸、纸浆模塑制品，或用于
第一章 造纸工艺
一 （一）、植物纤维原料的形态与性能
造 纸
1、木材纤维形态与性能
针叶木：
原 料
纤维细胞主要是管胞，平均 长度3-4mm，宽度为
0纤.0维3m细m胞。比较单一，杂细胞少，
细胞壁较薄，纤维较长。
适合抄造强度大的纸和纸板。
第二节 造纸工艺过程
一 造 纸 原 料
第一章 造纸工艺
第二节 造纸工艺过程
二、纸的分类
（一） 按定量或厚度分
纸：定量<200g/m2或厚度 纸 <0.1mm
纸板：定量≥200g/m2或厚度 ≥0.1mm
第一节 概述
第一章 造纸工艺
（二） 按用途，纸或纸板又进一步分为
纸
新闻纸、印刷纸、书
文化用纸 写纸、制图纸、复印
纸等
牛皮纸、纸袋纸、玻
包装用纸 璃纸、防锈纸、防油
纸等
技术用纸
一 造 纸 原 料
第一章 造纸工艺
第二节 造纸工艺过程
一 造
阔叶木
纸 纤维细胞主要是木纤维，
原 除纤维细胞外，还含有大
料 量的导管等非纤维细胞， 纤维平均长度1.0mm，宽
度为针叶木的1/2-1/3。
适合抄造表面平滑，不透 明度高，而强度要求低的 纸张。
第一章 造纸工艺
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
低于解吸时的
平衡含水率。
相对湿度
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 造
（5）纤维素的物理性质
纸
原
料
纤维素不溶于水，
溶于氢氧化铜氨溶
液。
第二节 造纸工艺过程
2. 半纤维素
⑴ 半纤维素的定义
第一章 造纸工艺
植物细胞壁中除纤维素（果胶质、淀粉除外） 的非纤维素碳水化合物，称为半纤维素。
⑵ 半纤维素的作用
主要内容
• 第一章 造纸工艺 • 第二章 纸和纸板的结构与性能 • 第三章 常用的纸包装材料
第一章 造纸工艺
• 第一节 概述 • 第二节 纸的制造工艺过程
一、造纸原料 二、制浆 三、抄纸
第一节 概述
第一章 造纸工艺
第一节 概述
第一章 造纸工艺
一、纸的定义
从纤维悬浮液中将纤维沉积到适当的成 型设备上，经干燥制成的平整均匀的薄页
纤维素
半纤维素
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 造
典型原料的化学成分
纸
化学成分 针叶材 阔叶材 草类
原
纤维素 50
50
40
料
半纤维素 20
30
30
木素
30
20
20
第二节 造纸工艺过程
一 造 纸 原 料
第一章 造纸工艺
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 造
1. 纤维素
纸
原 纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，
（1）物理性质
木素呈球形小粒，集聚成为球形聚集体。 木素在140-150℃开始软化，冷却后变硬， 性脆，易成粉末，在水和有机溶剂中的溶 解度很小。
第二节 造纸工艺过程
3、纸和纸板许的超计过量±：3mm
对卷筒纸常用吨计量，平板纸除用吨外， 还用令计量。
1令=500张
第一节 概述
第一章 造纸工艺
纸板
包装用纸板 技术用纸板 建筑用纸板 印刷用纸板
箱纸板、白纸板、 瓦楞纸板等 过滤纸板、钢纸纸 板、绝缘纸板等 石膏纸板、隔音纸 板、油毡纸等 字型纸板、封面纸 板、车票纸板等
料 是细胞壁的骨架物质。
纤维素的分子式为（C6H10O5）n，n 称为聚合度，纤维素的来源不同，聚 合度不同。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一
造 （1）纤维素的化学结构
纸 纤维素是由许多D-吡喃式葡萄糖基相互以 1,4原 β-甙键连接而成的线型高分子化合物。 料
每个基环上有三个醇羟基； 纤维素分子的两个末端羟基性质不同, 右端的葡萄 糖基中第一碳原子上的羟基具有潜在的还原性。
第一节 概述
五、纸包装材料的特点
主要缺点：
第一章 造纸工艺
1、阻隔性低； 2、耐水性差; 3、强度较低，尤其是湿强度低。
第一节 概述
第一章 造纸工艺
六、纸包装材料在包装中的应用
瓦楞纸箱 纸盒 纸袋 纸浆模塑制品 蜂窝纸板等
第一节 概述
第一章 造纸工艺
七、纸包装材料的发展史和前景
（一）、纸包装材料的发展史
• 公元105年，蔡伦发明造纸术 • 公元8世纪，阿拉伯人获得造纸术，尔后经西班牙 、法国传到世界各地 • 1799年，法国人发明长网造纸机。1808年，英国 人发明圆网造纸机。造纸工业飞速发展。 • 1871年，美国人申请了瓦楞纸板专利，1894年研 制成功第一只瓦楞纸箱，1902年双瓦楞纸箱正式作为 铁路运输包装箱
多层纸板的芯层等低档纸制品。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 造
⑷ 废纸回收利用的意义
纸 可以节约宝贵的森林资源，保护环境。
原 料
⑸ 废纸的种类：
混合废纸；
旧报纸；
旧瓦楞纸箱；
白纸边；
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 (二). 植物纤维原料的化学组成
造
纸
植物纤维
原
料 木素
抽出物
灰分
碳水化合物
或膨胀。
因为吸水性的羟基存在于分子链之间，所以， 收缩与膨胀也只限于非结晶区的分子链之间， 而不会发生在纤维素分子的轴向。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 （5）纤维素的物理性质
造 纸
滞后现象
在同一相对湿 度下，吸湿时
含水率
原
放湿
料
水分的吸着量 低于解吸时水
分的蒸发量，
也就是吸湿时
吸湿
的平衡含水率
第一节 概述
第一章 造纸工艺
四、纸和纸板在包装中的地位
• 纸和纸板在包 装材料中所占 比例最大
万吨
1000 800 600 400 200 0
纸 玻璃 塑料 金属
2002年我国主要包装材料的产量
第一节 概述
第一章 造纸工艺
人均纸和纸板的消费量是衡量 一个国家经济发展和工业水平 的重要指标
2002年美国人均纸和纸板的消费量为 306.5公斤，居世界第一。日本为242.8 公斤，居世界第五。
产值 产量
全球主要包装材料的比例
第一节 概述
第一章 造纸工艺
五、纸包装材料的特点
主要优点： 1、原料来源丰富，价格较低廉；
2、纸容器重量较轻，可折叠，有一定的韧 性和抗压强度，弹性良好，有一定的缓冲作 用；
3、纸容器易加工成型，结构多样，印刷装 潢性好，包装适应性强；
4、无二次环境污染，易回收利用或降解。
传真纸、心电图纸、 电容器纸等
生活装饰用纸
卫生纸、壁纸、肥皂 纸、餐巾纸等
第一节 概述
第一章 造纸工艺
三、纸和纸板的规格尺寸和计量
1、卷筒纸 宽度尺寸：1575mm、1092mm、880mm、 787mm，尺寸误差不许超过±3mm
2、平板纸 尺寸：880×1230mm、880×1092mm、 787×1092mm、787×960mm、 690×960mm、 850×1168mm，尺寸误差不
料
的羟基，使纤维素大分
子之间和内部存在大量
的氢键。羟基是较强的
亲水性基团，能吸着空
气中的水分子。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 （5）纤维素的物理性质
造 干缩湿胀
纸 原
根据纤维素的物理结构，被吸附的水分子只 能进入非结晶区的纤维素分子链之间，纤维
料
素水分的减少或增多必然会改变纤维素分子
链之间的距离，靠拢或拉开，从而导致收缩
原 料
完全的规则性，结合的比较紧密；
在无定形区，纤维素分子链的排列不 具有规则性，结合的比较松散；
结晶区与无定形区无明显的绝对界限。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一
造 （4）纤维素的物理结构
纸 吸湿与放湿只能发生在非结晶区，在结晶区，
原 料
由于分子上的羟基形成了氢键，所以，水分
子不能进入。
纤维素的吸湿能力取决于亲水性羟基的多 少，纤维素的非结晶区的多少，以及非结 晶区内大分子排列的疏密程度。
我国仅为29.0公斤，低于世界人均纸和 纸板的消费量51.8公斤的平均水平.
第一节 概述
第一章 造纸工艺
50.00%
40.00% 30.00% 20.00% 10.00%
35.56% 36.90%
31.11% 22.10%
26.67% 11.20%
0.00%
纸和纸板
塑料
金属
29.80%
6.64% 玻璃
一
木材
造
纸
原
料
甘蔗
棉花
第一章 造纸工艺
废纸
小麦
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 造纸原料以植物纤维原料为主，还包括一些合
造 成纤维、金属纤维和矿物纤维。
纸
针叶木：如云杉、冷杉、红松、马尾松等
原
木材
料
阔叶木：如杨木、桦木、桉木、枫木等
植物纤维 非木材
禾草类：稻麦草、芦苇、甘蔗渣、竹类等 韧皮纤维：如亚麻、红麻、桑皮等
纤维素分子 - C-
氢键
OH
O
H
-C- 纤维素分子
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一
造 （4）纤维素的物理结构
纸 纤维素超分子结构理论认为：纤维素是由结
原 料
晶区和无定形区交错联结而成的二相体系。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一
造 （4）纤维素的物理结构ຫໍສະໝຸດ Baidu
纸 在结晶区，纤维素大分子的排列具有
一
造
2. 非木材纤维的形态与性能
纸 原
禾草类：
料 纤维细胞含量少，含有大量的杂细胞。纤
维细且短，胞腔小，平均长度1.0-1.5mm，
平均宽度10-20um。
适合于抄造强度要求不高的纸张，或与长纤 维木浆配抄。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 造 3. 二次纤维 纸
原 ⑴ 定义
料 二次纤维是废纸的回收利用，是混合纤维。
针叶材主要含有：D-葡萄糖基、D-半乳糖基、 D-甘露糖基、D-木糖基、L-阿拉伯糖基、D-葡 萄糖醛酸基；
阔叶材主要含有：D-葡萄糖基、D-木糖基、 D甘露糖基 。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
2. 半纤维素
⑹ 纤维素与半纤维素的比较
①纤维素是由单一的糖基组成的均一聚糖，而半 纤维素是由两种或两种以上不同的糖基组成的聚 糖；
②纤维素是典型的线型聚糖，而半纤维素主要 是线型结构，但带有各种短侧链；
③半纤维素的吸湿性和润胀性比纤维素高；
④半纤维素的聚合度比纤维素低得多，在150200 之间，易于水解，易溶于氢氧化钠溶液。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
3、木素
木素是由苯丙烷结构单元构成的具有三维 网状结构的天然高分子化合物。在细胞壁 中起加固作用。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 造
（5）纤维素的物理性质
纸 ① 色泽：纤维素本身为白色；
原 ② 比重：1.5 - 1.56； 料
③ 各向异性：纤维素的各个方向的物理力学
性质不同；
Z向
横向
纵向
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 （5）纤维素的物理性质
造
吸湿现象:
纸
原
纤维素大分子含有大量
半纤维素同纤维素、木素一起构成植物细胞 壁。半纤维素增加细胞壁的刚性。
第二节 造纸工艺过程
2. 半纤维素
第一章 造纸工艺
⑶ 半纤维素的形态及排列方式
半纤维素呈纤丝状结构，半纤维素在 细胞壁中，基本上平行于纤维素排列， 在纤维素和木素之间起联接的作用。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
2. 半纤维素
种毛纤维：棉纤维、棉短绒等 废纸（二次纤维）
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 （一）、植物纤维原料的形态与性能 造 纸 植物是由多种多样的细胞组 原 成，其中纤维状的细胞是最 料 好的造纸原料。
纤维状的细胞是一种厚壁细 胞，简称纤维。
1
特点是：中空，细长，呈纺 锤状。
1
第二节 造纸工艺过程
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一
造 （2）化学性质
纸 原 由于甙键的存在，纤维素易发生水解反应； 料
由于醇羟基的存在，纤维素易发生氧化反应、 酯化反应和醚化反应。
在一定条件下，纤维素可与浓碱反应，生成 碱纤维素。
第二节 造纸工艺过程
第一章 造纸工艺
一 造
（3）氢键
纸 由于纤维素含有大量的羟基，使纤维素大分子 原 之间和内部存在大量的氢键。 料
⑷ 半纤维素的构成
半纤维素不是由一种糖基组成的均一 聚糖，而是由不同的几种糖基组成的 聚合物。
常见的几种糖基有：D-葡萄糖基、D半乳糖基、D-木糖基、D-甘露糖基、 L-阿拉伯糖基、D-葡萄糖醛酸基等。
第二节 造纸工艺过程
2. 半纤维素
第一章 造纸工艺
⑸ 针叶材与阔叶材的半纤维素
针叶材与阔叶材的半纤维素有些共同点，但针叶 材的半纤维素在结构上比阔叶材复杂一些。
第一节 概述
第一章 造纸工艺
七、纸包装材料的发展史和前景
（二）纸包装材料的发展前景
1.纸包装材料是公认的绿色包装材料，随着民 众环保意识的增强，纸包装愈来愈受到重视；
2.纸包装材料通过二次加工，朝多功能的方向 发展。
3.纸包装材料朝低定量的方向发展。
第二节 造纸工艺过程
造纸 制浆
植物
纸浆
纸
第二节 造纸工艺过程