По данным П. В. Васильева, мировое потребление древесины в переводе на круглый лесоматериал составляет более 2 млрд. м3 и за последние 20 лет ежегодно потребление древесины возросло в мире не менее чем на 25%. Ожидается, что к 2000 г. оно превысит 5 млрд. м3. Столь высокое потребление древесины вызывает необходимость экономного ее расходования и максимальной замены древесины в целлюлозно-бумажной промышленности другими волокнистыми материалами, среди которых важное место занимает бумажная макулатура.
Подчеркивая экономическое и экологическое значение использования макулатуры в производстве бумаги, американский автор книги о повторном использовании отходов Синтия Поллок отмечает, что повторное использование всего одного субботнего тиража газеты Нью Йорк Тайме позволяет сохранить 75 тыс. деревьев.
По данным УкрНПОбумпрома, переработка 1 т макулатуры экономит 3-4 м3 древесного сырья, снижает потребление тепла, электроэнергии, свежей воды, уменьшает загрязнение окружающей среды. По прогнозу в 2000 г. потребление макулатуры в мире по сравнению с 1970 г. возрастет в 4 раза.
Бумажную макулатуру, применяемую для изготовления бумаги или картона, называют также вторичным сырьем, имея при этом в виду, что содержащиеся в макулатуре растительные волокна вторично используются для изготовления бумажной продукции. Эти волокна при их вторичном использовании отличаются по своим свойствам от присущих им первоначальных свойств, так как они в свое время прошли уже цикл операций бумажного производства (иногда облагораживания) и в некоторых случаях претерпели также процесс более или менее длительного старения. Все это существенным образом сказалось на их свойствах.
Из процессов бумажного производства особенно сильное влияние на свойства волокон оказал процесс их сушки, в результате которого произошли некоторые необратимые изменения свойств волокон: известная потеря эластичности, ороговение поверхности и увеличение вследствие этого хрупкости.
Лигнин с точки зрения бумагообразующих свойств растительных волокон является неблагоприятным компбнентом технической целлюлозы, так как он препятствует пластификации волокон, ограничивает набухание, затрудняет размол и фибрил-лирование волокон. При высоком содержании лигнина целлюлоза становится хрупкой. Одновременно при этом ухудшаются условия взаимного сцепления волокон.
Лигнин влияет на пожелтение и старение бумаги при длительном ее хранении. Вместе с тем лигнин снижает прозрачность волокон и способствует светонепроницаемости бумаги.
В прочной небеленой сульфатной целлюлозе остается примерно 3-5% лигнина только потому, что удаление его обычными методами привело бы к получению значительно ослабленной целлюлозы.
С. О. Апсит и А. В. Килипенко, ссылаясь на работы С. А. Ридхольма и других авторов, приводят таблицу, в которой указаны для различных видов целлюлозы данные по оптимальному содержанию лигнина, обеспечивающие максимальную прочность изготовляемой бумаги. Согласно этим данным, оптимальное содержание лигнина находится в пределах для сопротивления разрыву 7-12%, сопротивления продавливанию 7-9% и сопротивления раздиранию 3-5%. Однако, изменяя на различных стадиях размола удельную поверхность волокон, можно в большей степени влиять на показатели механической прочности бумаги, чем исходить только из данных о содержании лигнина в исходной целлюлозе. Это объясняет и противоречие в приведенных в таблице данных отдельных авторов, из которых одни указывают для сопротивления разрыву оптимальное содержание лигнина 3,6%, другие для того же вида целлюлозы — 12%.
Исследовательский институт целлюлозно-бумажной промышленности в Чехословакии провел в лабораторных и полузаводских условиях опыты по изучению влияния выхода целлюлозы после варки на ее физические и химические свойства. Так как большой выход соответствовал и большему содержанию в целлюлозе лигнина, следовательно, косвенно изучалось его влияние на основные свойства целлюлозы. Варки проводились бисуль-фитным методом на кальциевом, натриевом и смешанном (каль-циево-натриевом) основаниях (ель), а также сульфатным (сосна с корой) и холодно-содовым (береза) методами.