Многочисленными исследованиями установлено, что главная масса лигнина в древесных волокнах (трахеидах) сосредоточена в срединной пластинке, или межклетном веществе, соединяющем клетки древесины в стволе, а главная масса целлюлозы во взрослых клетках отлагается во вторичной клеточной стенке. При этом содержание лигнина убывает от наружных слоев волокна к внутренним, а содержание целлюлозы, наоборот, увеличивается. Так, П. В. Ланге указывает, что содержание лигнина в срединной пластинке древесины составляет 60–90%, а вокруг внутреннего канала 10–20%. В древесине ели около 60% углеводного материала наружного слоя клеточной стенки составляют гемицеллюлозы, тогда как на долю гемицеллюлоз вокруг канала приходится только около 15%, а остальное – на долю целлюлозы. Таким образом, целлюлоза является доминирующим компонентом во внутренних слоях трахеиды, а содержание ее в наружном слое клеточной стенки меньше примерно в 2 раза. По Ланге, целлюлоза в клеточных стенках образует упорядоченную систему нитей, расположенную более плотно вокруг внутреннего канала волокна и более свободно в наружных его слоях. В промежутках между нитями целлюлозы более изотропно располагаются гемицеллюлозы и лигнин, причем содержание их увеличивается от внутренних слоев клеточной стенки к наружным.
Содержание лигнина и гемицеллюлоз в очищенном целлюлозном волокне после варки и отбелки сильно снижается, особенно лигнина, но и небольшое их количество в технической целлюлозе оказывает большое влияние на бумагообразующие свойства волокна. Лигнин придает волок нам жесткость и ломкость, понижает белизну и долговечность бумаги. Гемицеллюлозы, наоборот, улучшают бумаообразующие свойства волокон: они способствуют процессу размола волокон, облегчая диспергирование и фибрилляцию, формированию межволоконных связей в бумаге и повышению прочности листа. Однако имеется определенный оптимум в содержании гемицеллюлоз в волокне, выше которого бумага начинает приобретать уже нежелательные свойства: повышенную жесткость, прозрачность и ломкость, особенно при низкой относительной влажности воздуха.
Кроме указанных химических компонентов, в состав клеточных оболочек входят и зольные элементы (минеральные вещества), а также смола и жиры. Последние сосредоточены главным образом в клетках паренхимной ткани, выстилающей смоляные ходы. Содержание золы в древесных волокнах обычно не превышает 1%, однако в волокнах соломы и тростника оно достигает более высоких значений, что вызывает затруднения в неко торых процессах производства, например при выпаривании отработанных щелоков с целью их регенерации. Высокое содержание золы нежелательно также при выработке электроизоляционной, конденсаторной и других видов бумаги. Смола также является нежелательным компонентом волокна, так как она может создавать так называемые смоляные затруднения. Они заключаются в том, что смола, содержащаяся в волокне, может выделяться из него при варке, перемешивании и размоле, коагулировать, соединяясь в более крупные образования, и отлагаться на прессовых валах, отсасывающих ящиках, сетках сгустителей, вакуум-фильтров и бумагоделательных машин, а также на прессовых сукнах, закупоривая ячейки ткани сеток и сукон. Смоляные затруднения нарушают процессы отлива и прессования бумаги на бумагоделательной машине, вызывают обрывы бумажного полотна и служат причиной появления различных дефектов в бумаге (пятен, дыр и др.). Чаще всего смоляные затруднения встречаются при переработке сульфитной небеленой целлюлозы и отчасти древесной массы, в особенности при изготовлении их из свежесрубленной древесины и из древесины с повышенным содержанием смолы.