WL What is Pulping 什麼是製漿? w 將木頭中結合緊密的纖維, 加以分離成個別獨立的纖維。 w 造紙,原料(百分之95都是木材纖維) w 少數國家、地區採用草本纖維 w 木材 > 木片 > 製漿 w 化學製漿法 > 化學漿 w 機械製漿法 > 機械將 Thermal Mechanical Pulp 單⼀纖維⽰意圖 w 細胞壁 / 細胞腔(被細胞壁環繞的腔體) Cell Wall w 細胞腔會充滿水分 Cell lumen w 壁孔 - 細胞壁上的洞 Cell Wall Pit 造紙 Paper Making w The process of going from pulp to paper w 造紙就是把紙漿變成紙張的過程。 w 紙漿用水分散、再把水去除掉, 纖維很均勻的分布,就形成了紙張。 w ⽔只是⼀個媒介,讓纖維分布的很均勻。 w 造紙的時候,會把纖維稀釋成 0.5%(0.3-0.7%) = 5/1000 > 1 : 200 ( 1 是紙漿 ) w 但是水可以內循環使用(白水回收循環) 陳信泰 教授 木材纖維與化學概論-2 2015/10/31
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WL
What is Pulping 什麼是製漿?
w 將木頭中結合緊密的纖維,
加以分離成個別獨立的纖維。
w 造紙,原料(百分之95都是木材纖維)
w 少數國家、地區採用草本纖維
w 木材 > 木片 > 製漿
w 化學製漿法 > 化學漿
w 機械製漿法 > 機械將
Thermal Mechanical Pulp
單⼀纖維⽰意圖
w 細胞壁 / 細胞腔(被細胞壁環繞的腔體) Cell Wall
w 細胞腔會充滿水分 Cell lumen
w 壁孔 - 細胞壁上的洞 Cell Wall Pit
造紙 Paper Making
w The process of going from pulp to paper
w 造紙就是把紙漿變成紙張的過程。
w 紙漿用水分散、再把水去除掉,
纖維很均勻的分布,就形成了紙張。
w ⽔只是⼀個媒介,讓纖維分布的很均勻。
w 造紙的時候,會把纖維稀釋成 0.5%(0.3-0.7%)
= 5/1000 > 1 : 200 ( 1 是紙漿 )
w 但是水可以內循環使用(白水回收循環)
陳信泰 教授 木材纖維與化學概論-2 2015/10/31
Paper 紙張
w A thin, flexible web consisting of cellulosic fibers deposited
upon each other and then dried to form hydrogen bonding between them.w 纖細、薄以纖維素纖維組成的網,經過乾燥後,形成纖維間的氫鏈。
w 經由磨漿(精練)使纖維起毛,增加纖維間的氫鏈。
w 針葉木漿 > 強度較佳 , 闊葉木漿 > 強度較弱(但厚度較差)
w 以文化紙 60gsm 來說,橫切面紙張大約由7~8根纖維組成。
The Structure of Paper 紙張的結構
w Paper is a three-dimensional matrix
w In a typical printing and writing grade, the sheet is 7-8 fibers thick
w These fibers are pressed onto each other and bonded together (hydrogen bonding)
w 紙張表面纖維交織造成的凹凸不平,所以有印刷要求的紙,會在表面用無機礦物(碳酸鈣、滑石粉)等塗布。
w 礦物和紙張需要再加上黏著劑(澱粉、乳膠..)才能黏著附著在紙張表面。
Cross Section of Tree
w Paper is a three-dimensional matrix
木纖維的構造 - Structure of a Fiber
w The cell wall is made up of several layers
w Secondary Wall 次生壁 簡稱
S1 : 次生壁外層 S1
S2 : 次生壁中層 厚度最後-很多纖維素 S2
S3 : 次生壁內層 S3
Primary Wall 初生層 P
Middle Lamella 中膠層、中薄層、包間層 ML
w 製漿⼀般使用化學或物理⽅式破壞中膠層 Middle Lamella
w 越裡面纖維素越多、越外面木質素越多
闊葉樹 Hardwood
w In hardwood thre are other cell known as vessels
w 在闊葉樹中有另外⼀種細胞 > 導管細胞 Vessels
w 導管細胞和⼀般細胞的直徑相差幾⼗倍
w 闊葉樹木材的紙漿稱之為短纖紙漿
w 造紙時導管會造成導管障礙
闊葉樹纖維 Hardwood Average Cell Length
Fiber Length
w Basswood 椴木
Hickory 山核桃 槭樹
Oak
Sweetgun
Maple
針葉樹 - 闊葉木纖維比較 - Relative Size of Various Softwood and Hardwood Fiber and Segments
Southern Yellow Pine Birch Pine
Aspen Oak Eucalyptus
細胞壁 纖絲
S2 : 次生壁中層
w 大纖絲 Macrofibril
w 微纖絲 Microfibril
w 纖維素分子 Individual Cellulose molecules
w 微晶體 (纖維素的結晶) Crystalline array of molecules in a micelle
> 纖維素的微晶體 無毒、有添加在嬰兒奶粉的微晶體
w 結晶度 Crystallinity ⼀般在木材裡面約 54~70%
w 結晶區 : 非結晶區(Amorphous region) 約 2 : 1
w 葡萄糖基 Glucose Residue 組成微晶體
w 木材裡面 : 葡萄糖基聚合度約 10,000
紙張物性 w 化學製漿會破壞葡萄糖鍵聚合度 2,000 以下
w 紙張會收縮膨脹。水分多時膨脹、少時收縮。 > 纖維素的水解
w 非結晶區會吸附水氣 (結晶區結構相對較為穩定) w 漂白紙漿時,聚合度會再度下降至約 ~ 1,000