造紙行業(yè)常識(shí) 石頭是如何制造成白紙？

1.現(xiàn)代造紙的原料有哪些?

答：現(xiàn)代造紙的原料有植物纖維(木材、竹、草類(lèi)等)，礦物纖維(石棉、玻璃絲等)，其他纖維(尼龍，金屬絲等)，還有用石油裂解得到的高分子材料。目前用于書(shū)寫(xiě)、印刷、包裝的紙仍主要以植物纖維為主要原料制成。

2.造紙植物纖維原料的種類(lèi)有哪些?

答：目前造紙工業(yè)用植物纖維原料主要可分為兩類(lèi)：

木材纖維原料：直接從樹(shù)木中獲得的植物纖維。

非木材纖維原料：又分草類(lèi)纖維原料、韌皮纖維材料和籽毛纖維材料。

3.紙張常用輔料的組成及作用是什么?

答：輔料是指為滿足紙張的不同使用性能而添加到紙張中的各種助劑。輔料由填料、膠料、色料和其他化學(xué)助劑組成。

填料能改進(jìn)紙張的平滑度和不透明度;膠料能使紙張具有抗水性能;色料能增加紙張的白度等;染料能給紙張上色;其他化學(xué)助劑可改變紙張的性質(zhì)，以提供紙張某些特殊用途。

4.膠料的作用是什么?

答：用植物纖維生產(chǎn)的紙張，因纖維本身和纖維間存在大量的毛細(xì)孔，而且構(gòu)成纖維的纖維素、半纖維素含有大量親水的羥基，所以能吸收水或其他液體。為使紙張不被水或其他液體浸潤(rùn)，需在紙中加入具有抗液性膠體物質(zhì)或成膜物質(zhì)，即膠料，給予紙張抗液體滲透和擴(kuò)散的性能。在造紙工業(yè)中施加膠料的工藝過(guò)程稱(chēng)為施膠。

5.施膠有哪些方法?

答：根據(jù)施膠效果的不同，施膠方法分為內(nèi)部施膠和表面施膠兩種。內(nèi)部施膠是將膠料加入紙漿中，再抄成具有憎液性的紙和紙板。常用膠料有松香膠料和合成膠料。表面施膠是在紙張表面涂上一層薄的膠料，從而使紙張具有憎液性能。常用膠料有淀粉、動(dòng)物膠、及合成膠料等。表面施膠主要用于膠版紙、書(shū)寫(xiě)紙和有憎液性要求的包裝紙和紙板。

6.表面施膠對(duì)印刷紙性能的影響有哪些?

答：①增加紙張的抗水能力及表面強(qiáng)度，可減少膠印中紙張的掉毛現(xiàn)象;②改進(jìn)印刷適性，若表面膠料太少，印刷中紙張將吸收油墨中過(guò)多的連結(jié)料，造成印跡無(wú)光澤。相反，若表面膠料太多，將減慢油墨的干燥速率，導(dǎo)致蹭臟和光亮污點(diǎn);③增加紙張的可擦性，表面施膠可減少油墨的滲透，因而易于把油墨擦掉，增加了紙面的抗磨擦能力;④增加紙張的強(qiáng)度，如耐破度、耐折度和抗張強(qiáng)度;⑤減少紙張的兩面差和變形。

7.填料的作用是什么?

答：填料是為了使紙張獲得特定性能，如白度、不透明度、平滑度等，同時(shí)，填料的加入使紙張內(nèi)部空隙變小變細(xì)，從而增加紙張的油墨吸收性，并且使得吸墨性變勻。通常加入漿料中的不溶于水或微溶于水的礦物質(zhì)，在印刷紙中含量約為10%-25%，不同的紙張?zhí)砑恿坎煌�，并且可能相差很�?

8.印刷用紙?zhí)盍蠎?yīng)具有哪些特性?

答：印刷用紙的填料應(yīng)具有高白度、高折射率、顆粒細(xì)小、水溶能力低、較低的密度及良好的化學(xué)穩(wěn)定性，另外，最好資源豐富，價(jià)格低廉。

9.印刷用紙的常用填料有哪些?

答：最常用的無(wú)機(jī)填料有滑石粉、白土、鈦白粉和碳酸鈣。其中鈦白粉是昂貴優(yōu)質(zhì)的填料;有機(jī)合成填料為一些高分子物質(zhì)。

10.填料對(duì)印刷紙張性能的影響有哪些?

答：印刷用紙加入填料可改進(jìn)紙張的印刷適性，如增加紙張的白度、平滑度、不透明度、挺度。改善紙張對(duì)油墨的親合力、柔軟度和穩(wěn)定性，從而有助于印刷品質(zhì)量的提高。當(dāng)然紙張中加入填料量太高也帶來(lái)一些不良的影響，主要表現(xiàn)為紙張強(qiáng)度的降低和施膠效果的下降，在印刷中易發(fā)生掉粉、掉毛現(xiàn)象，填料粒子傳遞到印版和橡皮布上會(huì)產(chǎn)生糊版等現(xiàn)象;由于填料有摩擦作用，還會(huì)磨損印版，但是用沉淀碳酸鈣(PCC)加填則可以使磨損印版降低到最低程度(金東目前采用)。

11.什么是紙張的不透明度?

答：不透明度是指紙張不透光的性質(zhì)，紙張的不透明度取決于紙張的光散射能力、紙張內(nèi)部光散射界面的多少(即內(nèi)部獨(dú)立粒子的數(shù)量)和散射界面折射率差異的大小。光散射界面越多，散射界面間折射率差異越大，則紙張的光散射能力越大，不透明度越高。

12.填料如何影響紙張的不透明度?

答：沒(méi)有加填料的紙張是由纖維和空氣組成。空氣存在于纖維間的孔隙中，由于纖維與空氣的折射率不同，因此當(dāng)光束照射到紙張表面時(shí)，即有部分光在纖維與空氣界面上發(fā)生散射，賦予紙張一定(較低)的不透明度，反映到印刷中，主要表現(xiàn)為極易透印。在紙張中加入折射率大于纖維素的填料后，增加了紙張內(nèi)部光散射界面的數(shù)量，即存在纖維與空氣間、填料與纖維間以及填料與空氣間三類(lèi)不同的界面，在這三種界面中，填料與空氣間折射率的差值較大。因此光線在填料與空氣界面上得到最大散射，導(dǎo)致不透明度增加。

13.填料如何改善紙張表面平滑度?

答：纖維相互交織而形成的網(wǎng)絡(luò)總是存在大量的孔隙和表面凹凸不平處，加入細(xì)小顆粒填料后能改進(jìn)紙張的柔軟性和可塑性，能進(jìn)行更好壓光處理，從而可改進(jìn)壓光后紙張的平滑度。

14.填料對(duì)紙張強(qiáng)度的影響如何?

答：纖維間的結(jié)合是紙張強(qiáng)度的基礎(chǔ)，填料的加入減少了纖維間的結(jié)合，所以加入大量填料會(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，使用填料的用量有一定限制。

15.填料如何影響紙張的松厚度?

答：紙張纖維的密度為1g/cm3左右，而填料的密度大多在2.5-3.0g/cm3。因此填料的加入將會(huì)降低紙張的松厚度。但當(dāng)加入的填料量較少時(shí)，松厚度隨填料量增加而增加，短纖維的紙張尤為明顯。

16.填料如何影響紙張的挺度?

答：紙張的挺度是紙張厚度和彈性模量的函數(shù)。填料對(duì)挺度的影響應(yīng)將填料對(duì)松厚度和抗張強(qiáng)度的影響綜合起來(lái)考慮。當(dāng)加填料量小時(shí)，填料的加入基本不影響紙張的挺度，當(dāng)加填料量再增加時(shí)，挺度則隨填料量增加而顯著減小。

17.色料在紙張中的作用是什么?

答：即使是經(jīng)過(guò)漂白處理的紙漿纖維也是略呈黃色或灰白，這是由于紙漿纖維中所含木素傾向于吸收波長(zhǎng)在400-500nm的紫色和藍(lán)色光所致，紙漿中木素含量愈多，其色澤也就愈深。因此要使紙張具有更高的白度，常在漂白漿中加入藍(lán)紫色或紅藍(lán)色染料。生產(chǎn)有色紙還必須進(jìn)行染色處理。

18.色料的成分有哪些?

答：色料是用于紙張染色和調(diào)色的顏料和染料。顏料大多是無(wú)機(jī)物，多數(shù)不溶于水;染料有天然染料和合成染料之分，目前合成染料已完全取代天然染料，染料大部分能溶于水，或經(jīng)化學(xué)處理后能溶于水。

19.紙張輔料中的其他化學(xué)助劑及作用?

答：為適應(yīng)紙張某些特殊用途的需要，常在紙漿或紙中摻用各種類(lèi)型的非纖維性添加劑。按其用途劃分，大致可分為如下幾類(lèi)：

①濕強(qiáng)劑。濕強(qiáng)劑是為增加紙頁(yè)的濕強(qiáng)度而加入的助劑，如脲醛樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂等。

②干強(qiáng)劑。如陽(yáng)離子淀粉，聚丙烯酰胺等。

③助留劑。為減少造紙過(guò)程中填料和細(xì)小纖維的流失而加入的助劑，如聚丙烯胺、聚氧化乙烯和聚乙烯亞胺等。

④消泡劑。用于消除造紙過(guò)程中的泡沫。如硅油、松節(jié)油、十三醇、磷酸三丁酯、戊醇和辛醇等。

⑤抗水劑。主要用于對(duì)抗水能力有較高要求的紙中。如石蠟、金屬皂、乙二醛、三聚氰胺甲醒樹(shù)脂和丙烯酸二甲胺基乙脂等。

20.紙張如何進(jìn)行簡(jiǎn)單分類(lèi)?

答：紙張通常依用途可以分為文化用紙、工業(yè)用紙、生活用紙和特殊用紙，其中文化用紙可以簡(jiǎn)單地分為非涂布紙和涂布紙。未經(jīng)涂布加工的紙張稱(chēng)之為非涂布紙，如新聞紙、膠版紙、靜電復(fù)印紙和書(shū)寫(xiě)紙等;經(jīng)涂布加工的紙張稱(chēng)之為涂布紙，如銅版紙、掛歷紙、亞光紙、玻璃卡紙等。

造紙術(shù)是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，對(duì)世界文明的進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。從東漢發(fā)明家蔡倫總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)，用樹(shù)皮、麻屑、碎布、破漁網(wǎng)等原料制成“蔡侯紙”開(kāi)始，到東晉人張茂用竹子造紙，再到19世紀(jì)末，以木材為原料的機(jī)器造紙業(yè)迅速發(fā)展，造紙的原料一直離不開(kāi)植物纖維，且生產(chǎn)過(guò)程中需要大量用水。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)造紙企業(yè)每生產(chǎn)一噸新聞紙，大約需要3.1立方米木材、相當(dāng)于17棵成年的大樹(shù)，并要消耗100立方米的水。而我國(guó)人口眾多，森林和水資源都非常有限，國(guó)土的森林覆蓋率僅為16%，低于28%的世界平均水平，人均占有水量只有世界平均水平的15%。由于水資源和森林資源短缺，滿足不了造紙業(yè)的需求，每年我國(guó)都要進(jìn)口大量的紙、紙漿和紙制品，原料短缺成為我國(guó)造紙業(yè)發(fā)展的瓶頸，制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。造紙業(yè)尋求新原料、新工藝的任務(wù)迫在眉睫。在此形勢(shì)下，經(jīng)過(guò)科技人員的不斷探索、多方試驗(yàn)，石頭造紙技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

石頭紙是以碳酸鈣為主要成分的石灰石、方解石等為主料，經(jīng)過(guò)粉碎、造粒，加以高分子材料(樹(shù)脂)和多種無(wú)機(jī)物為輔料，經(jīng)攪拌混勻，在高溫高壓的條件下軋成紙膜。用這種方法不僅可以生產(chǎn)書(shū)寫(xiě)紙，經(jīng)過(guò)涂布、印刷還可制成圖案各異的壁紙和各種包裝用紙。有關(guān)專(zhuān)家指出，用石頭造紙符合國(guó)家節(jié)能、環(huán)保及資源綜合利用的政策要求，是部分替代傳統(tǒng)造紙的新型產(chǎn)業(yè)。石頭紙的主要成分是碳酸鈣和硅酸鈣，因此具有安全、環(huán)保、無(wú)毒、防水、防潮、防油污、防蟲(chóng)蛀、耐撕、耐磨，可控制降解和價(jià)格實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)。其原料石灰石、方解石等在我國(guó)廣泛存在，且可以回收再生。用石頭紙及衍生產(chǎn)品替代傳統(tǒng)紙張，每噸產(chǎn)品平均可替代1.6立方米的木材，充分體現(xiàn)了資源利用、健康環(huán)保、節(jié)約替代、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等一系列的先進(jìn)理念。

在位于本市薊縣開(kāi)發(fā)區(qū)的一家石頭造紙公司，記者首先看到了印有全國(guó)人大歷次會(huì)議簡(jiǎn)介的石頭書(shū)寫(xiě)紙，該紙看上去與普通紙無(wú)異，摸上去的手感像小學(xué)生用的圖畫(huà)紙，但略顯厚重。據(jù)該公司負(fù)責(zé)人介紹，自2010年起，全國(guó)人大和全國(guó)政協(xié)“兩會(huì)”已連續(xù)三年選用該公司的石頭紙作為會(huì)議用紙。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家介紹，如果用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)書(shū)寫(xiě)紙，每生產(chǎn)一噸紙不僅要消耗大量的木材，而且要消耗淡水近200噸，耗電600千瓦時(shí)。并排放大量的廢水和上百種已確定的有害廢氣，有些設(shè)備落后的小廠排放物中包括二惡英、哥羅芳和大量的有機(jī)氯化物。二惡英、哥羅芳是致癌物質(zhì)，有機(jī)氯化物可破壞臭氧層的結(jié)構(gòu)，損害其過(guò)濾太陽(yáng)紫外線的功能，這些都對(duì)人類(lèi)環(huán)境造成了極大地傷害。這一現(xiàn)象引起了國(guó)家的高度重視，近年來(lái)已有上千家污染嚴(yán)重的造紙企業(yè)被關(guān)閉或停產(chǎn)改造。

除書(shū)寫(xiě)紙外，以石頭為原料制造的還有紙質(zhì)環(huán)保包裝材料，分為工業(yè)包裝和生活包裝兩大系列，其中工業(yè)包裝材料有家電和工業(yè)儀器設(shè)備等的防塵罩和保護(hù)罩，生活包裝材料有各種包裝袋、購(gòu)物袋、垃圾袋以及連卷袋等產(chǎn)品。該類(lèi)產(chǎn)品由于填充了大量的碳酸鈣，具有十分強(qiáng)的社會(huì)價(jià)值和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。社會(huì)價(jià)值在于：1.產(chǎn)品具備光降解、氧化降解和生物降解等功能，經(jīng)國(guó)家質(zhì)檢中心檢測(cè)完全達(dá)到或超過(guò)國(guó)家降解標(biāo)準(zhǔn)要求。長(zhǎng)期使用可從根本上解決嚴(yán)重危害地球環(huán)境的“白色污染”問(wèn)題，推進(jìn)國(guó)務(wù)院“禁塑令”的有效實(shí)施，同時(shí)解決了塑料包裝、日用化工用品、家電產(chǎn)品等因?yàn)槭褂貌豢山到馑芰习�裝物造成的出口歐盟需要繳納環(huán)境處理費(fèi)的問(wèn)題。2.產(chǎn)品65%至85%原料采用了碳酸鈣，每使用一噸環(huán)保包裝材料，可節(jié)省有限的不可再生石油資源2.3噸。市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)在于：消費(fèi)者在使用時(shí)不但承擔(dān)了社會(huì)環(huán)保責(zé)任，更重要的是讓消費(fèi)者節(jié)省15%至30%的使用成本。因此該產(chǎn)品具有價(jià)格低、環(huán)保、可回收再利用、節(jié)省大量不可再生的石油資源等優(yōu)勢(shì)。3.目前高填充可降解包裝材料已在全國(guó)部分國(guó)際國(guó)內(nèi)知名連鎖商超廣泛推廣使用。該類(lèi)產(chǎn)品由于填充了大量的碳酸鈣，具備光降解、氧化降解和生物降解功能，經(jīng)國(guó)家質(zhì)檢中心檢測(cè)完全達(dá)到國(guó)家降解標(biāo)準(zhǔn)要求。長(zhǎng)期使用可從根本上解決嚴(yán)重危害環(huán)境的“白色污染”問(wèn)題，推進(jìn)國(guó)務(wù)院“禁塑令”的有效實(shí)施，同時(shí)解決了我國(guó)產(chǎn)品因使用不可降解塑料包裝，出口歐盟國(guó)家需繳納環(huán)境處理費(fèi)的問(wèn)題。目前已在美的、格力、海爾、長(zhǎng)虹等著名企業(yè)集團(tuán)和麥德龍、華聯(lián)等大型超市得到推廣使用，取得了良好的社會(huì)效益和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

另一種石頭紙產(chǎn)品是石頭壁紙，目前我國(guó)壁紙的年銷(xiāo)售量為5.3億平方米，主要有全紙壁紙、無(wú)紡壁紙、織物壁紙、天然材料壁紙和PVC塑料壁紙，其中全紙壁紙和無(wú)紡壁紙是采用植物纖維紙為基材通過(guò)表面復(fù)合、涂布、印刷和壓花等工藝完成，由于其基材全部采用優(yōu)質(zhì)木漿和少量的棉麻等天然植物纖維制成，所以價(jià)格很貴，普通老百姓只能望紙興嘆，因此銷(xiāo)量只占壁紙市場(chǎng)銷(xiāo)量的4%左右;天然材料壁紙則以無(wú)紡紙為基材，將棉、麻、絲、竹、草等各種天然材料復(fù)合在無(wú)紡紙上再經(jīng)印刷、打印或手刻成圖案，這種壁紙因摻雜著手工制作成分，所以價(jià)格比無(wú)紡壁紙還高，因此只占壁紙市場(chǎng)的1%左右。其余95%均為PVC壁紙，而PVC壁紙?jiān)谏�產(chǎn)過(guò)程中要添加大量的增塑劑、重金屬穩(wěn)定劑和其他助劑，這些助劑都有慢性析出現(xiàn)象，人們長(zhǎng)期接觸會(huì)對(duì)生殖系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)造成不同程度的傷害，甚至孕婦腹中的胎兒也不能幸免。而石頭壁紙因采用了特殊結(jié)構(gòu)的硅藻土和粉煤灰，替代了植物纖維和PVC塑料，不僅無(wú)毒且具備了吸附甲醛、苯以及其他有害物質(zhì)的功能。并給人類(lèi)生產(chǎn)、生活中大量產(chǎn)生的粉煤灰找到了充分利用的廣闊前景。

在該公司的生產(chǎn)線旁，記者見(jiàn)工人將石粉顆粒加進(jìn)設(shè)備，在生產(chǎn)線的另一端，圖案新穎的石頭壁紙便從軋滾下源源而出。由于生產(chǎn)線是密封 的，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中聽(tīng)不到什么噪音，也沒(méi)有刺鼻的氣味產(chǎn)生。據(jù)介紹，石頭壁紙?jiān)诟邷馗邏旱臈l件下生成，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)需像以木漿、草漿等為原料造紙那樣需要洗漿、漂漿，不排放強(qiáng)酸強(qiáng)堿及廢水，單位能耗僅為傳統(tǒng)造紙工藝的三分之二，因此對(duì)提升和擴(kuò)大無(wú)機(jī)粉體天然裝修材料的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用范圍，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型造紙技術(shù)都具有重要的指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。

以石頭等為原料的新型環(huán)保造紙產(chǎn)業(yè)具有資金技術(shù)密集、規(guī)模效益顯著的特點(diǎn)，其產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度強(qiáng)，市場(chǎng)容量大，是拉動(dòng)文化教育、新聞、出版、印刷、包裝、機(jī)械制造以及民生消費(fèi)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。