包裝印刷造紙?jiān)霞皩埿阅艿挠绊懼v義

第一篇紙包裝材料

第一章包裝用紙與紙板

1紙包裝的發(fā)展1852年，美國人弗朗西斯·沃勒發(fā)明紙袋機(jī)。1871年美國人艾伯特·瓊斯制成單面瓦楞紙板，在此基礎(chǔ)上不久便出現(xiàn)了瓦楞紙板箱。1879年美國人羅伯特·蓋爾發(fā)明制造折疊紙盒的模切壓痕機(jī)，1888年，法國人路易斯·埃伯朗又完成了折疊紙盒的聯(lián)機(jī)生產(chǎn)，使紙盒生產(chǎn)達(dá)到了高度的機(jī)械化和規(guī)范化，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。2紙包裝材料的發(fā)展進(jìn)入20世紀(jì)，隨著包裝工業(yè)、印刷工業(yè)和加工紙技術(shù)的不斷發(fā)展，如今以紙和紙板作為基材，進(jìn)行各種涂布、浸漬、復(fù)合加工，制造出具有各種性能的包裝用紙和紙容器。目前，紙和紙板在各種包裝材料中已成為使用最為廣泛，品種最多，用量最大的包裝材料，在很多國家中紙包裝材料在包裝材料中所占比重已近50%。3未來紙和紙板的品種高產(chǎn)值的涂布加工紙（銅版紙、涂布白板紙等）、特種功能紙（如耐水、耐濕、耐高溫、耐低壓、耐低溫的特殊包裝紙，高強(qiáng)度低定量的紙及紙板，各種紙包裝容器（如多層的重型瓦楞紙，各種紙杯、紙罐、紙袋等）也將有較大的發(fā)展。

4紙包裝廢棄物不會污染環(huán)境，易于回收利用。紙容器的原始材料——植物纖維，在自然界可以循環(huán)再生，取之不盡，用之不竭。因此，紙包裝可以稱為綠色包裝和可持續(xù)發(fā)展的包裝。紙和紙板包裝材料無毒、無味、無污染。1．價(jià)格低廉。紙包裝材料的特點(diǎn)紙和紙板的原料豐富而廣泛，易進(jìn)行大批量、機(jī)械化生產(chǎn)，成品價(jià)格低廉。用木材制成紙板箱，每制1噸包裝紙板用3-4m3木材，可以代替10一12m3木材制成的木材包裝箱，降低二倍的板材消耗。2．優(yōu)良的機(jī)械性能紙箱與其他材料的包裝容器相比，抗沖擊性強(qiáng)，又隔熱、遮光、防塵、防潮，能很好地保護(hù)內(nèi)容物。3．表面適印性能好

4．運(yùn)輸費(fèi)用低6.再加工性能好紙和紙板易于裁剪、折疊、粘合、釘接，既適于機(jī)械化加工和自動化生產(chǎn)，又利于手工生產(chǎn)。通過浸漬、涂布、層合、真空鍍膜等方法對原紙進(jìn)行加工，可以得到的加工紙具有比原紙更好的防潮、隔氣、遮光、耐油、保香等保護(hù)性能，并可以進(jìn)行熱封合。

5．符合包裝衛(wèi)生要求7.紙包裝容器可以回收再生利用紙箱的重量輕，只有木箱包裝毛重的15%左右，但是紙箱可折疊，占用空間小，裝載和捆扎簡便易行，既利于搬運(yùn)和保管，又可以降低運(yùn)輸費(fèi)用。5§1.1造紙?jiān)霞捌鋵埿阅艿挠绊?一、造紙植物纖維原料的種類

造紙?jiān)系囊螅鹤鳛樵旒堅(jiān)媳仨毦哂谐埖慕?jīng)濟(jì)價(jià)值，就是說纖維的含量高，提取加工要容易。目前造紙工業(yè)所應(yīng)用的植物纖維原料是根據(jù)原料的形態(tài)特征、來源和行業(yè)習(xí)慣來分類的。

1.木材纖維原料

2.非木材纖維原料71.木材纖維原料其樹葉多呈針狀。以杉、松類樹木為主。造紙業(yè)最常用的是云杉、冷杉、鐵杉、落葉松、馬尾松、濕地松、火炬松等。其樹葉寬闊。造紙工業(yè)使用最多的是闊葉木中材質(zhì)相對較軟的一些材種，如楊木、樺木、楓木、桉木、櫸木、槭木、楹木等。（1）針葉材原料(2)闊葉材原料82.非木材纖維原料非木材纖維原料品種繁多，主要是一年生的農(nóng)業(yè)廢料、自然生長或人工栽培的禾本科植物。（1）禾本科纖維原料主要有竹類、蘆葦、荻、蘆竹、甘蔗渣、稻草、麥草等。我國主要以竹、蘆葦、獲、甘蔗渣及麥草等。（2）韌皮纖維原料包括麻類纖維原料（如紅麻、大麻、黃麻、青麻、芒麻、亞麻、羅布麻等）和樹皮類（如桑皮、檀皮、雁皮、構(gòu)皮、棉稈皮等）兩類。（3）種毛纖維原料主要是指棉花、棉短絨以及棉質(zhì)破布等。（4）葉部纖維原料植物的葉子含有大量的纖維，具有造紙價(jià)值，如龍須草、香蕉葉、龍舌蘭麻（如劍麻、灰葉劍麻、香麻等）以及甘蔗葉等。

9二、植物纖維原料的性能

原材料纖維對紙和紙板性能的影響從紙和紙板的成形機(jī)理及性能分析來看，纖維細(xì)胞越單一，細(xì)胞壁越薄(即壁腔比越小)，纖維越長，越有利于生產(chǎn)出強(qiáng)度較大的紙和紙板，因此針葉木適合于生產(chǎn)紙袋紙、牛皮紙、牛皮箱板紙等強(qiáng)度要求較大的紙或紙板。10二、、植植物物纖纖維維原原料料的的性性能能名稱纖維細(xì)胞非纖維細(xì)胞特點(diǎn)包裝應(yīng)用管胞/細(xì)胞木質(zhì)部（橫截面積）管胞長度管胞直徑木材纖維針葉木93%以上3~4mm0.03mm木射線管胞、木射線薄壁細(xì)胞纖維細(xì)胞粗而長；細(xì)胞比較單一，雜細(xì)胞非常少；紙和紙板強(qiáng)度大。紙袋紙、牛皮紙、牛皮箱板紙闊葉木60%左右1.0mm針葉木的1/2~1/3同上10%易破碎導(dǎo)管約30%纖維細(xì)胞細(xì)而短；雜細(xì)胞非常多；紙和紙板強(qiáng)度較低。表面平滑透明度低強(qiáng)度較低非木材纖維禾本科尖削狀1.0~1.5mm10~20μm較多纖維細(xì)胞細(xì)而短；雜細(xì)胞非常多；紙和紙板強(qiáng)度很低。強(qiáng)度要求不高的普通文化紙低檔包裝紙二次纖維廢紙混合纖維，成分復(fù)雜強(qiáng)度降低，且處理較復(fù)雜。11三、植植物纖纖維原原料的的化學(xué)學(xué)成分分植物是是由纖纖維素素、半半纖維維素和和木素素三種種主要要組分分構(gòu)成成，此此外還還含有有單寧寧、果果膠質(zhì)質(zhì)、有有機(jī)溶溶劑抽抽提物物(包包括樹樹脂、、脂肪肪、蠟蠟等)及色色素等等少量量組分分。121.纖維維素纖維素是是植物纖纖維原料料最主要要的化學(xué)學(xué)成分，，也是紙紙漿、紙紙張的主主要化學(xué)學(xué)成分。。纖維素素含量的的多少是是評價(jià)原原料制漿漿造紙價(jià)價(jià)值的基基本依據(jù)據(jù)，也是是決定纖纖維特征征的主要要因素。。13纖維素：：（C6H10O5）n，鏈狀結(jié)結(jié)構(gòu)。天天然纖維維素是由由許多D-吡喃喃式葡萄萄糖基相相互以1，4-β甙鍵聯(lián)接接而成的的多糖。。聚合度n越大，，纖維素素分子鏈鏈越長，，纖維素素物質(zhì)的的強(qiáng)度就就越高。。纖維素大大分子中中的每個(gè)個(gè)基環(huán)上上有三個(gè)個(gè)烴基（（C2、、C3為為仲醇羥羥基，C4為伯伯醇羥基基）為親親水基，，可以發(fā)發(fā)生氧化化、酯化化、醚化化反應(yīng)，，分子間間形成氫氫鍵、吸吸水、潤潤脹以及及接枝共共聚等。。（1）纖纖維素分分子結(jié)構(gòu)構(gòu)甙烴基上上的氫原原子容易易轉(zhuǎn)位，，與氧環(huán)環(huán)的氧結(jié)結(jié)合，使使環(huán)式結(jié)結(jié)構(gòu)變?yōu)闉殚_鏈?zhǔn)绞浇Y(jié)構(gòu)，，因此第第一碳原原子便變變成醛基基，故甙甙烴基具具有潛在在的還原原性。由于甙烴烴基的存存在，纖纖維素大大分子對對水解作作用的穩(wěn)穩(wěn)定性降降低，在在酸性介介質(zhì)中與與水作用用，可使使甙鍵斷斷裂，纖纖維素大大分子降降解。14（2）纖維維素的物理理結(jié)構(gòu)在結(jié)晶區(qū)，，纖維素大大分子的排排列具有完完全的規(guī)則則性，由纖纖維素分子子結(jié)合成長長鏈段，不不易為溶液液或反應(yīng)劑劑滲透。非結(jié)晶區(qū)又又稱無定形形區(qū)，纖維維素分子鏈鏈排列的規(guī)規(guī)則性比較較差，一般般取向大致致與纖維軸軸平行，結(jié)結(jié)合的較為為松弛。易易于被溶液液滲透，對對水解反應(yīng)應(yīng)敏感。結(jié)晶區(qū)與非非結(jié)晶區(qū)之之間沒有明明顯的界限限。纖維素分子子鏈很長，，一個(gè)纖維維素分子鏈鏈可穿過幾幾個(gè)結(jié)晶區(qū)區(qū)和無定形形區(qū)。15（3）氫鍵鍵纖維素大分分子之間以以及分子內(nèi)內(nèi)存在大量量的氫鍵，，氫鍵的能能量為21-33J/mol，隨形成成氫鍵的原原子間的距距離而變化化。纖維素分子子鏈的聚合合度很大,假如所含含的烴基都都能形成氫氫鍵，則分分子間的作作用力將非非常大。氫鍵的破裂裂與重新生生成對纖維維素物料的的性質(zhì)有重重大的影響響，尤其對對纖維素的的吸濕性、、溶解度有有很大影響響。16(4)纖維維素的化學(xué)學(xué)性質(zhì)纖維素最主主要的化學(xué)學(xué)性質(zhì)是降降解與氧化化，降解主主要是酸性性水解和堿堿性降解。。纖維素大分分子的甙鍵鍵對酸的穩(wěn)穩(wěn)定性很低低，在適當(dāng)當(dāng)?shù)臍潆x子子濃度、溫溫度下，它它將發(fā)生部部分水解降降解或發(fā)生生完全水解解，形成D-葡萄糖糖。纖維素醇羥羥基的存在在使其可能能發(fā)生酯化化和醚化反反應(yīng)。通過酯化和和醚化反應(yīng)應(yīng)，可以改改善纖維素素的性質(zhì)，，制造出工工業(yè)上很有有價(jià)值的纖纖維素衍生生物，例如如:硝酸纖纖維素、醋醋酸纖維素素、甲基纖纖維素等。。172·半纖維維素半纖維素是是由不同量量的幾種糖糖組成的共共聚物。常見的幾種種糖有D-木糖、D-甘露露糖、D-葡萄糖等等。其結(jié)構(gòu)比較較復(fù)雜，通通常是以一一種或兩種種糖基構(gòu)成成主鏈，其其它糖基或或基團(tuán)形成成支鏈。如在闊葉木木中存在的的兩種主要要半纖維素素:聚木糖糖類和聚甘甘露糖類，，它們分別別是由木糖糖基和甘露露糖基構(gòu)成成主鏈，側(cè)側(cè)鏈上連有有其它糖基基或基團(tuán)。。如聚氧-乙?；?4-氧-甲基葡萄萄糖尾酸木木糖：A為氧乙酰?；珿A為葡葡糖尾尾酸基，Me為甲基基，Xβ代代表β-D-吡喃式式木糖基。。18纖維素與半半纖維素的的區(qū)別與纖纖維維素素比比較較，，半半纖纖維維素素分分子子最最小小，，有有支支鏈鏈，，因因此此穩(wěn)穩(wěn)定定性性較較差差，，易易吸吸水水潤潤張張。。對對紙紙漿漿的的性性質(zhì)質(zhì)、、加加工工性性能能有有一一定定的的影影響響。。為了提高木材材利用率，半半纖維素在一一般的制漿方方法中是盡量量保留的物質(zhì)質(zhì)。193.木素木素是由苯丙丙烷結(jié)構(gòu)單元元構(gòu)成的具有有三維網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu)的天然高高分子化合物物，廣泛存在在于木化植物物中。各種植物原料料的木素的化化學(xué)結(jié)構(gòu)是不不同的，因此此，木素這一一名詞是代表表植物中具有有共同性質(zhì)的的一類物質(zhì)。。20（1）木素的結(jié)構(gòu)木素結(jié)構(gòu)單元元通過醚鍵和和碳碳鍵連接接，形成空間間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的的木素大分子子。21(2)木素的的化學(xué)性質(zhì)。。木素在植物中中主要存在于于纖維和纖維維之間的胞間間層與細(xì)胞壁壁的微細(xì)纖維維間，作為““膠粘劑”和和“填充劑””。木素是原料顏顏色的主要來來源，其含量量多少是制定定蒸煮及漂白白工藝條件的的重要根據(jù)。。對一般般白度度要求求不高高或無無要求求的紙紙種如如水泥泥袋、、瓦楞楞紙袋袋等，，在符符合產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量的的前提提下，，可以以盡可可能的的多保保留木木素，，以提提高紙紙漿得得率，，降低低成本本。在化學(xué)學(xué)制漿漿時(shí)，，木素素是要要求除除掉的的物質(zhì)質(zhì)。從結(jié)構(gòu)構(gòu)來看看，木木素中中有些些鍵比比較穩(wěn)穩(wěn)定，，有些些鍵較較易參參與化化學(xué)反反應(yīng)，，與不不同種種類的的化學(xué)學(xué)試劑劑作用用，可可以發(fā)發(fā)生親親核反反應(yīng)，，親電電取代代反應(yīng)應(yīng)和氧氧化反反應(yīng)。。224.抽提提物包括一部部分無機(jī)機(jī)鹽、糖糖類、植植物堿、、單寧，，色素、、淀粉、、果膠質(zhì)質(zhì)、脂肪肪和脂肪肪酸、樹樹脂和樹樹脂酸、、萜烯化化合物、、酚類以以及醇類類等物質(zhì)質(zhì)。這些物質(zhì)質(zhì)大多溶溶于水或或有機(jī)溶溶劑，在在制漿過過程中絕絕大部分分已被去去除，或或作為副副產(chǎn)品回回收，它它們對造造紙影響響不大。。這類物質(zhì)質(zhì)可被有有機(jī)溶劑劑如苯、、乙醇、、乙醚，，或水、、氫氧化化鈉抽提提出來，，故總稱稱為抽提提物。23纖維素、、半纖維維素、木木素的區(qū)區(qū)別纖維素（C6H10O5）n由D-吡吡喃式葡葡萄糖基基組成的的多糖，，分子量量很大，，直鏈。。分為結(jié)結(jié)晶區(qū)和和非結(jié)晶晶區(qū)。在在結(jié)晶區(qū)區(qū)，纖維維素大分分子的排排列具有有完全的的規(guī)則性性，由纖纖維素分分子結(jié)合合成長鏈鏈段，不不易為溶溶液或反反應(yīng)劑滲滲透。非非結(jié)晶區(qū)區(qū)纖維素素分子鏈鏈排列的的規(guī)則性性比較差差，一般般取向大大致與纖纖維軸平平行，結(jié)結(jié)合的較較為松弛弛。易于于被溶液液滲透，，對水解解反應(yīng)敏敏感。結(jié)結(jié)晶區(qū)與與非結(jié)晶晶區(qū)之間間沒有明明顯的界界限。纖纖維素分分子鏈很很長，一一個(gè)纖維維素分子子鏈可穿穿過幾個(gè)個(gè)結(jié)晶區(qū)區(qū)和無定定形區(qū)。。穩(wěn)定性較較好，不不易吸水水潤張，，是影響響紙漿的的性質(zhì)、、加工性性能的主主要成分分，制漿漿過程中中要保留留的物質(zhì)質(zhì)。半纖維素素是由不不同量的的幾種糖糖組成的的共聚物物，分子子量小，，有支鏈鏈，因此此穩(wěn)定性性較差，，易吸水水潤張。。半纖維素素在一般般的制漿漿方法中中是盡量量保留的的物質(zhì)。。木素廣泛泛存在于于木化植植物中，，它是由由苯丙烷烷結(jié)構(gòu)單單元構(gòu)成成的具有有三維網(wǎng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)的天然然高分子子化合物物。在在化學(xué)制制漿時(shí)，，木素是是要求除除掉的物物質(zhì)。24四、纖維維結(jié)構(gòu)木材纖維維細(xì)胞沿沿樹木軸軸向緊密密排列著著，兩相相鄰細(xì)胞胞之間有有一層細(xì)細(xì)胞間隙隙物質(zhì)稱稱為胞間間層。胞間層把把各個(gè)相相鄰細(xì)胞胞粘接起起來，胞胞間層的的主要化化學(xué)成分分是木素素及果膠膠質(zhì)等，，不含纖纖維素。。將植物原原料制成成紙漿的的過程就就是克服服細(xì)胞間間的粘接接作用，，使纖維維細(xì)胞解解離的過過程。纖維細(xì)胞胞分為初初生壁、、次生壁壁和細(xì)胞胞腔，初初生壁緊緊貼著胞胞間層，，是細(xì)胞胞生長期期間細(xì)胞胞壁不斷斷增長加加厚的結(jié)結(jié)果，初初生壁很很薄。在細(xì)胞停停止生長長后細(xì)胞胞壁繼續(xù)續(xù)增厚，，這時(shí)加加厚在初初生壁的的內(nèi)側(cè)，，稱為次次生壁，，次生壁壁很厚，，是纖維維細(xì)胞的的主體。。在細(xì)細(xì)胞胞壁壁內(nèi)內(nèi)，，纖纖維維素素大大分分子子有有規(guī)規(guī)則則地地排排列列聚聚集集成成原原細(xì)細(xì)纖纖維維，，若若干干原原細(xì)細(xì)纖纖維維組組成成微微細(xì)細(xì)纖纖維維，，由由微微細(xì)細(xì)纖纖維維組組成成細(xì)細(xì)纖纖維維，，再再組組成成纖纖維維。。細(xì)纖纖維維、、微微細(xì)細(xì)纖纖維維在在細(xì)細(xì)胞胞壁壁申申的的排排列列構(gòu)構(gòu)成成了了纖纖維維細(xì)細(xì)胞胞壁壁的的各各層層。。25TheEnd26二、、植植物物纖纖維維原原料料的的性性能能1．木木材纖纖維的的性能能2·非非木木材纖纖維的的性能能3.二二次次纖維維針葉木木的纖纖維有有較大大的細(xì)細(xì)胞腔腔（管管胞））而且且纖維維較長長。管管胞占占針葉葉木細(xì)細(xì)胞木木質(zhì)部部橫截截面積積的93%以上上。因因此針針葉木木纖維維細(xì)胞胞比較較單一一，雜雜細(xì)胞胞非常常少。。從紙和和紙板板的成成形機(jī)機(jī)理及及性能能分析析來看看，纖纖維細(xì)細(xì)胞越越單一一，細(xì)細(xì)胞壁壁越薄薄(即即壁腔腔比越越小)，纖纖維越越長，，越有有利于于生產(chǎn)產(chǎn)出強(qiáng)強(qiáng)度較較大的的紙和和紙板板，因因此針針葉木木適合合于生生產(chǎn)紙紙袋紙紙、牛牛皮紙紙、牛牛皮箱箱板紙紙等強(qiáng)強(qiáng)度要要求較較大的的紙或或紙板板。闊葉木木纖維維類型型較復(fù)復(fù)雜，，纖維維細(xì)胞胞僅占占樹木木細(xì)胞胞總面面積的的60%左左右。。闊葉木木纖維維平均均長度度僅為為1.0mm左左右，，寬度度只有有針葉葉木的的1/2-1/3。。因此此闊葉葉木適適合于于生產(chǎn)產(chǎn)表面面較平平滑、、不透透明度度較大大，而而強(qiáng)度度要求求較低低的紙紙?？梢砸园寻褍蓛煞N種樹樹木木混混合合在在一一起起，，使使不不同同的的纖纖維維性性能能互互補(bǔ)補(bǔ)。。非木木材材纖纖維維原原料料的的纖纖維維細(xì)細(xì)胞胞兩兩端端多多呈呈尖尖削削狀狀，，胞胞腔腔較較小小，，纖纖維維較較細(xì)細(xì)而而短短。。非纖纖維維細(xì)細(xì)胞胞含含量量也也較較多多，，因因此此，，一一般般只只適適合合于于制制造造強(qiáng)強(qiáng)度度要要求求不不高高的的普普通通文文化化用用紙紙··低低檔檔包包裝裝紙紙等等，，也也可可以以與與長長纖纖維維木木漿漿配配合合抄抄造造某某些些紙紙和和紙紙板板。。韌皮皮纖纖維維和和棉棉纖纖維維長長度度一一般般很很長長，，寬寬度度較較小小，，纖纖維維具具有有韌韌性性，，適適合合制制造造高高級級紙紙或或工工業(yè)業(yè)技技術(shù)術(shù)用用紙紙。。廢紙回回收后后可以以重新新造紙紙。廢紙的的利用用既可可以節(jié)節(jié)約木木材，，同時(shí)時(shí)也可可以減減輕環(huán)環(huán)境污污染。。但從廢廢紙中中回收收的纖纖維(二次次纖維維)是是混合合纖維維，缺缺乏單單一性性，與與原來來纖維維相比比強(qiáng)度度有所所下降降，并并且二二次纖纖維原原料處處理較較為復(fù)復(fù)雜。。27四、、纖纖維維結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)木材材纖纖維維細(xì)細(xì)胞胞沿沿樹樹木木軸軸向向緊緊密密排排列列著著，，兩兩相相鄰鄰細(xì)細(xì)胞胞之之間間