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“無硫紙”之所以能做到“無硫”，其在于在整個制漿和漂白過程中避免使用含硫化合物（主要是亞硫酸鹽、硫酸鹽）作為主要的蒸煮或漂白化學(xué)品。傳統(tǒng)造紙工藝中，硫基化學(xué)品扮演著重要但會帶來環(huán)境和使用問題的角色。無硫紙通過以下關(guān)鍵技術(shù)和工藝實(shí)現(xiàn)：
1.替代蒸煮技術(shù)：
*制漿法：使用（如乙醇、）與水的混合物，在特定溫度和壓力下溶解木質(zhì)素。這種方法完全避免了硫基化學(xué)品（如硫酸鹽法中的、亞硫酸鹽法中的亞硫酸鹽），溶劑可以回收再利用。溶解出的木質(zhì)素純度較高，可作為副產(chǎn)品利用。
*機(jī)械法制漿與化學(xué)機(jī)械法制漿（無硫型）：
*純機(jī)械漿（TMP,SGW）：單純依靠機(jī)械能（磨石或盤磨）將木材纖維分離。完全不使用任何化學(xué)藥品，自然不含硫。但纖維損傷大，紙強(qiáng)度低、易返黃，主要用于新聞紙等低檔產(chǎn)品。
*堿性機(jī)械漿（APMP,P-RCAPMP）：這是目前生產(chǎn)無硫紙主流的技術(shù)之一。在機(jī)械磨漿前或磨漿過程中，使用堿性對木片或木段進(jìn)行溫和的化學(xué)預(yù)處理。（堿）用于軟化纖維、溶出部分木質(zhì)素和雜質(zhì)，則起到漂白和穩(wěn)定纖維的作用。整個過程完全不使用任何含硫化合物。APMP漿料得率高、強(qiáng)度優(yōu)于純機(jī)械漿、白度較好且穩(wěn)定，適用于生產(chǎn)各種中文化用紙、生活用紙甚至部分紙板。
2.無硫漂白工藝：
*即使使用非硫基制漿法得到的漿料（如漿、APMP漿），其初始白度可能仍不夠高，需要進(jìn)行漂白。無硫紙的關(guān)鍵在于漂白段也避免使用含硫漂白劑（如、）。
*氧氣漂白：在堿性條件下使用氧氣，有效脫除木質(zhì)素和有色物質(zhì)。
*漂白：在堿性條件下使用，是提升和穩(wěn)定白度的主要手段，對APMP漿尤其重要。
*臭氧漂白：強(qiáng)氧化劑，脫木素和脫色能力強(qiáng)，但需控制條件避免過度損傷纖維。
*過氧酸漂白：如過氧，也是有效的無硫漂白劑。
*酶處理：有時作為輔助手段，幫助后續(xù)漂白更有效。
*完全無氯漂白：無硫紙通常也追求TCF（TotallyChlorineFree）漂白，即完全不使用含氯漂白劑（如、次氯酸鹽、二氧化氯），進(jìn)一步減少污染和對紙張的潛在損害。主要依靠氧、臭氧、等。
3.原料選擇：
*使用本身就較白、雜質(zhì)少的纖維原料（如特定樹種或經(jīng)過篩選的廢紙漿），可以減少對漂白（可能涉及含硫助劑）的需求。
*對于要求極高的無硫檔案紙，甚至?xí)x用未漂白或僅輕微TCF漂白的棉麻漿。
總結(jié)來說，“無硫紙”的實(shí)現(xiàn)途徑是：
*制漿環(huán)節(jié)：摒棄傳統(tǒng)的硫酸鹽法或亞硫酸鹽法，采用法或無硫化學(xué)機(jī)械法（特別是APMP技術(shù)）。
*漂白環(huán)節(jié)：嚴(yán)格使用不含硫的漂白劑序列（O,P,Z,Paa等），實(shí)現(xiàn)TCF漂白。
*全程控制：確保在整個生產(chǎn)流程中，從原料處理到終成紙，沒有添加含硫的化學(xué)品，并且有效防止含硫污染物（如含硫燃料燃燒產(chǎn)生的SO2）的交叉污染。
因此，“無硫紙”并非指紙張中不含硫元素（木材本身含有微量天然硫），而是指在制造過程中主動避免了含硫化學(xué)品的添加和使用，從而顯著降低了紙張的酸度（更接近中性或弱堿性），大大提高了其耐久性、環(huán)保性和安全性（如用于食品包裝時無硫化物遷移風(fēng)險(xiǎn)）。這使得無硫紙成為保存珍貴文獻(xiàn)、藝術(shù)品和包裝的理想選擇。

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視頻作者：東莞市康創(chuàng)紙業(yè)有限公司

無硫紙因其不含硫酸鹽等酸性物質(zhì)，具有優(yōu)異的耐久性和抗老化性能，被廣泛應(yīng)用于檔案保存、古籍修復(fù)、重要文獻(xiàn)、藝術(shù)創(chuàng)作和包裝等領(lǐng)域。然而，如果其抗張強(qiáng)度不足，將會在多個環(huán)節(jié)引發(fā)嚴(yán)重問題：
1.生產(chǎn)與加工環(huán)節(jié)困難重重：
*頻繁斷紙：在高速造紙機(jī)、印刷機(jī)（尤其是輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)）、復(fù)卷機(jī)、分切機(jī)等設(shè)備上運(yùn)行時，紙張需要承受較大的機(jī)械張力?？箯垙?qiáng)度不足會導(dǎo)致紙張?jiān)谶\(yùn)行過程中極易被拉斷，造成頻繁停機(jī)。這不僅嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，大幅增加廢品率（斷頭紙），還會導(dǎo)致設(shè)備需要反復(fù)清潔和重新穿紙，增加能耗和人工成本。
*加工適應(yīng)性差：在后續(xù)加工如折頁、模切、壓痕、燙金、覆膜、裝訂（尤其是膠訂和騎馬釘）等過程中，紙張需要承受彎曲、折疊、沖擊和壓力。強(qiáng)度不足的紙張?jiān)谶@些工序中容易、起毛、分層或產(chǎn)生不可修復(fù)的折痕，導(dǎo)致加工良品率低下，甚至無法完成某些復(fù)雜工藝（如精細(xì)模切或深壓痕），限制其應(yīng)用范圍。
2.成品使用性能嚴(yán)重受損：
*易破損，不耐用：這是直接、顯著的問題。無論是書籍、檔案、證書、圖紙還是包裝盒，在使用過程中都需要承受翻閱、展開、卷曲、拿取、運(yùn)輸?shù)韧饬??？箯垙?qiáng)度低的紙張極其脆弱，輕微的操作不當(dāng)或意外拉扯就可能導(dǎo)致紙張撕裂、破損，大大縮短其使用壽命。對于需要頻繁查閱的檔案資料或經(jīng)常翻閱的書籍（如字典、手冊），這幾乎是災(zāi)難性的。
*影響閱讀與保存：對于大幅面紙張（如地圖、工程圖紙、繪畫用紙），強(qiáng)度不足可能導(dǎo)致其在懸掛或平鋪展示時因自身重量下垂變形，甚至從邊緣或薄弱處撕裂。在保存過程中，即使小心取放，也可能因紙張自身強(qiáng)度不足而無意中造成損傷。
3.運(yùn)輸與儲存風(fēng)險(xiǎn)增加：
*運(yùn)輸損傷：在卷筒紙運(yùn)輸或成品（如書籍、畫冊、包裝盒）的運(yùn)輸過程中，不可避免地會受到震動、擠壓、顛簸等外力?？箯垙?qiáng)度不足的紙張及其制品更容易在運(yùn)輸箱內(nèi)部發(fā)生摩擦、擠壓破損、邊角撕裂或整體變形，導(dǎo)致到達(dá)目的地時已損壞。
*倉儲堆壓變形：在倉庫中堆疊存放時，底層的紙張或紙制品會承受巨大的壓力。強(qiáng)度不足的紙張可能被壓垮、變形、產(chǎn)生壓痕，甚至導(dǎo)致層間粘連或整體結(jié)構(gòu)坍塌，影響外觀和后續(xù)使用。
4.影響保存壽命（間接影響）：雖然無硫紙本身具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性以抵抗老化，但物理強(qiáng)度是其實(shí)現(xiàn)長期保存的基礎(chǔ)保障?？箯垙?qiáng)度不足意味著紙張?jiān)诙啻稳∮?、搬運(yùn)、環(huán)境溫濕度變化引起的微小應(yīng)力作用下，更容易產(chǎn)生物理損傷（裂口、折痕）。這些物理損傷不僅直接破壞信息載體，還會成為進(jìn)一步化學(xué)降解（如邊緣氧化、污染物侵入）和生物侵害（霉菌易在破損處滋生）的起點(diǎn)，從而間接縮短其預(yù)期的長期保存壽命。
總結(jié)來說，無硫紙抗張強(qiáng)度不足是一個基礎(chǔ)性的缺陷，會從生產(chǎn)到終使用和保存全鏈條產(chǎn)生影響：它導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下、加工成本飆升、成品脆弱易損、用戶體驗(yàn)糟糕、運(yùn)輸倉儲風(fēng)險(xiǎn)增大，并終可能危及無硫紙的“長期保存”價(jià)值。因此，確保足夠的抗張強(qiáng)度是發(fā)揮無硫紙優(yōu)異耐候性和耐久性潛能的關(guān)鍵前提。在選擇無硫紙時，必須根據(jù)具體應(yīng)用場景（如印刷方式、加工工藝、使用頻率、保存要求）對其物理強(qiáng)度指標(biāo)（包括抗張強(qiáng)度、撕裂度、耐折度等）提出明確且嚴(yán)格的要求。

好的，無硫紙（通常指不含木質(zhì)素或含硫化合物的特種紙，如檔案紙、無酸紙、藝術(shù)紙、證券紙等）的水分含量控制是確保其物理穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、耐久性、印刷適性和長期保存性能的關(guān)鍵因素。其理想范圍通常在5%到8%之間（以紙張干重為基準(zhǔn)計(jì)算），這是一個經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證并被廣泛接受的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)范圍。
以下是詳細(xì)說明：
1.控制范圍：5%-8%
*5%下限：水分低于此值，紙張會變得過于干燥、脆硬、易碎。在后續(xù)加工（如裁切、模切、折疊、壓痕）或使用過程中，極易產(chǎn)生裂紋、斷裂或粉塵。紙張的柔韌性和韌性顯著下降，抗張強(qiáng)度也可能受損。對于需要長期保存的無硫檔案紙，過低的含水率會加速纖維的老化脆化。
*8%上限：水分高于此值，紙張會變得過于柔軟、蓬松，其挺度、抗張強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性會下降。在高濕度環(huán)境下，更容易吸收更多水分，導(dǎo)致卷曲、波浪邊、起皺等問題。更重要的是，過高的水分含量為霉菌、真菌的生長提供了有利條件，這對需要長期保存的無硫紙（尤其是檔案、藝術(shù)品）是災(zāi)難性的。同時，過高的水分也會影響印刷效果（如干燥速度慢、網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)散）和膠粘劑的粘合性能。
2.佳平衡點(diǎn)：6%-7%
*在這個更窄的區(qū)間內(nèi)，紙張的各項(xiàng)性能通常能達(dá)到佳平衡：
*物理穩(wěn)定性：紙張具有適宜的挺度、柔韌性和韌性，不易或變形。
*機(jī)械強(qiáng)度：抗張強(qiáng)度、耐破度、撕裂度等指標(biāo)表現(xiàn)良好，能承受加工和使用中的應(yīng)力。
*尺寸穩(wěn)定性：在正常環(huán)境溫濕度波動下，尺寸變化（伸縮率）相對較小，這對印刷套準(zhǔn)精度和成品平整度至關(guān)重要。
*加工適性：在印刷（膠印、凹印、柔印等）、模切、折疊、裝訂等后加工過程中表現(xiàn)穩(wěn)定，減少故障率。
*耐久性與保存性：對于無硫檔案紙、無酸紙，這個含水率有助于維持紙張的化學(xué)穩(wěn)定性，減緩纖維素的水解和氧化降解，同時大限度地抑制微生物滋生風(fēng)險(xiǎn)。與無硫處理（降低酸度）相結(jié)合，是確保長期保存的基礎(chǔ)。
3.影響控制范圍的因素：
*紙張定量（克重）：厚紙（如卡紙、紙板）可能比薄紙（如書寫紙）允許略高一點(diǎn)的水分上限（接近8%或略高），因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)能更好地鎖住水分并抵抗變形，但范圍仍圍繞5-8%。
*纖維原料與配比：棉漿、麻漿、化學(xué)木漿等不同纖維的吸濕性和強(qiáng)度特性略有差異，會細(xì)微影響佳含水率點(diǎn)。
*填料和添加劑：添加的填料（如碳酸鈣、高嶺土）和施膠劑（如AKD、ASA）會影響紙張的親水/疏水性和水分分布。
*終用途：對尺寸穩(wěn)定性要求極高的精密印刷用紙（如地圖紙、證券紙）或長期保存的檔案紙，水分控制會更嚴(yán)格（如更偏向6-7%）。普通用途的無硫紙可能允許范圍邊界稍寬。
4.如何控制與測量：
*造紙過程控制：在紙機(jī)干燥部，通過控制烘缸溫度曲線、蒸汽壓力、通風(fēng)系統(tǒng)以及后的調(diào)濕（如冷缸、蒸汽噴霧、加濕器）來精細(xì)調(diào)節(jié)出紙水分?，F(xiàn)代紙機(jī)配備在線紅外或微波水分傳感器，實(shí)時監(jiān)測并反饋調(diào)節(jié)。
*實(shí)驗(yàn)室檢測：標(biāo)準(zhǔn)方法是烘箱法（如105°C±2°C烘干至恒重），計(jì)算失重百分比。這是準(zhǔn)確的方法，用于校準(zhǔn)在線儀表和終質(zhì)量判定。
*環(huán)境平衡：成品紙?jiān)趦Υ婧瓦\(yùn)輸過程中，其水分會與環(huán)境相對濕度（RH）趨于平衡。因此，控制儲存環(huán)境的溫濕度（如標(biāo)準(zhǔn)條件是23°C±1°C,50%RH±2%）對于維持紙張出廠時的理想水分狀態(tài)至關(guān)重要。在50%RH下，大多數(shù)紙張的平衡水分率接近6-7%。
總結(jié)：
無硫紙的水分含量嚴(yán)格控制在5%到8%的范圍內(nèi)，是保障其關(guān)鍵性能（強(qiáng)度、穩(wěn)定性、加工性、耐久性）的基石。其中6%到7%被視為佳區(qū)間，能實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)性能的優(yōu)平衡。這一嚴(yán)格的控制貫穿于造紙生產(chǎn)、在線監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)室檢測以及后續(xù)的儲存環(huán)境管理，是無硫紙（尤其是要求長期保存的紙張）體系中的參數(shù)之一。偏離此范圍，無論是過低還是過高，都會對紙張的使用性能和壽命產(chǎn)生顯著的影響。