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行业技术
纸张的由来及生产纸张的材料方法
时间:2021-10-15 15:39:05 点击:

⑴ 历史

纸(公元前2600年)是一种用草本植物制成的材料。纸草是纸的先驱,这种草本植物生长在非洲,被劈成细小条状的纸草内秆相互交错排列堆放,经加压与研磨后平铺供用。真正采用植物纤维如竹子纤维或亚麻草纤维来制造纸张可以追溯到公元105年。近代文字有关纸张生产的记录实际上更为久远。中国的蔡伦是纸张的发明者。蔡伦发明纸张的主要特点是用一个长金属网抄纸,使纸张不再需要一张张地成膜。通过金属网成膜的纸张,可以在竹竿上晾晒、干燥。微信图片_202012010936294.jpg

公元610 年,佛教徒Dolyo 将造纸术传到了日本。公元710年,造纸术第一次在阿拉伯出现,阿拉伯又将造纸术传播到亚洲其它国家。在欧洲,1150年前后,纸张生产才在西班牙出现,1276年在意大利出现,1338年在法国出现。1990年,德国造纸工业庆祝了德语国家第600个造纸纪念日。1390年6月24日,纽伦堡的工匠兼议员Ulman Stromer (1329~1407),在城门前建造了第一个称为“Gleismühle”的手工造纸作坊。

在欧洲,由工匠进行的手工造纸持续了很长的时间—大约650年。直到1799年,法国机械师Nicolas Louis Rober(t 1761~1828)获得长网造纸机发明的专利。长网造纸机配有一个木制的水洗大缸,通过这个大缸能够生产出长度为12~15m的纸张。在生产中,纸浆不需要成膜,而是通过旋转离心轮将纸张纤维转移到长条金属网的旋转表面。它是通过手轮由人工驱动的长网造纸机。

⑵ 生产纸张的原材料

大约2 000 年以前,中国造纸的主要原材料是树的韧皮层、树皮、纤维、破布和稻草。而当代造纸的原材料主要是木材。木材是地球上数量最大、最易获得的天然材料。森林覆盖了大约1/3的土地。100年来,在采用化学/机械纸浆生产的造纸工业中,木材始终是最重要的原材料。表1.5-1描述了生产纸张、卡纸和纸板需要的各种原材料和纤维的概况。通过机械或化学方法,将木材制成可以用来生产纸张的木浆。木材必须通过机械研磨后,才能变成可以用于生产纸张的研磨木浆(机械纸浆),如图1.5-1所示。从树枝上将树皮剥离下来,在接着的研磨过程中,在一定的压力作用下,木材不断地被研磨石挤压(石磨木浆)。同时在研磨过程中不断加水,使纤维从木头中分离出来,并被研磨石面压碎、挤压、分离、切断。在研磨过程的第二阶段,木纤维逐渐变成细小的纤维并沉积下来,最终变成了机械木浆。精磨木浆是通过碎片研磨获得的,是木材研磨机的附产品。微信图片_202012010935499.jpg

化学纸浆是采用化学方法,通过木头和其它植物的原材料制得的纤维物质(如一年生植物,包括禾秆、芦苇、棉花等)。化学纸浆与研磨木浆的主要区别,是具有更好的纤维特性(化学木浆的纤维更密、更牢固、更柔软)和“白”度。根据化学处理的方法,化学纸浆可以分为下列两类:

a.硫酸盐纸浆:通过苛性碱苏打水(碱性处理)。表1.5-1 生产纸张、卡纸和纸板的原材料及其处理

b.亚硫酸盐纸浆:通过酸性溶解(酸性处理)。

全世界生产化学纸浆的大约85%是硫酸盐纸浆。它比亚硫酸盐纸浆的纤维更牢固,但具有较低的白度和较低的成品率。亚硫酸盐纸浆溶解的时间较长。化学纸浆在溶解过程后,还需要清洗、漂白、脱水、干燥和包装。在漂白过程中,化学纸浆不使用氯,称为“无氯漂白”(TCF)。它使用常用的氧化剂和过氧化氢进行漂白。研磨木浆和化学纸浆的纤维是生产纸张的主要纤维。在纸张生产过程中,废纸也扮演了重要的角色。早在1774年,学者 Justus Claproth就采用这种原材料,出版印刷了一个小册子。在现代造纸工业中,60%的原料是废纸。而且某些特殊用途的纸张(如新闻纸)可以采用100%的二次纤维来制造。因此,在纸张生产中,废纸已经成了最重要的原材料资源。



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