《纸张的基础知识》课件.ppt

1、整理课件1包装印刷材料包装印刷材料 主讲：曾台英 上海理工大学印刷与出版学院整理课件2 第一篇 承印材料 整理课件3第一章 纸张的基础知识知识点 第一节 概述第二节 纸张基本组成植物纤维第三节 辅料第四节 造纸工艺简介第五节 纸页的涂布加工第六节 纸张的结构整理课件4第一节 概述一、纸的发展简史二、纸张的概念p 纸和纸板的统称，它是以处理的纤维为主要成分，结合使用目的加入适量的添加剂，在网上或帘上交织形成的纤维间相互黏结的薄片物质。p 具有一定强度+多孔性整理课件5三、纸张的分类和规格1、分类p 按造纸工艺分类：手工纸和机制纸；普通纸和加工纸等p 按造纸原料分类：植物纸，合成纤维纸，矿物纤维纸

2、，金属纤维纸等p 按纸张特性分类：有光纸和无光纸；涂料纸和非涂料纸；绝缘纸和普通纸等p 按纸张用途分类：文化用纸，生活用纸，包装用纸等整理课件6p纸张和纸板区别 纸张和纸板的区别没有统一的规定，一般通过定量、层数和厚度区分。定量在225g/m2以下为纸张，在225g/m2以上为纸板；单层单层纤维交织成薄片物为纸张；两层两层以上的纤维交织而成的薄片物为纸板；厚度在0.25mm以下为纸张，在0.25mm以上为纸板。整理课件7p产品用途分类整理课件82、纸张规格pGB147-89印刷、书写和绘图用原纸尺寸，将印刷用纸分为卷筒纸和平板纸两大类。p卷筒纸 卷筒纸宽度尺寸(mm)：1575、1562、14

3、00、1280、1230、1092、1000、900、880、787。允许偏差3mm。卷筒纸长度(m)：卷筒新闻纸和印刷纸的长度6000。)()/()(10)(26mmmgkgm卷筒纸宽度定量纸卷重量纸卷长度整理课件9 平板纸的幅度尺寸(mm):10001400、9001280、880 1230、787 1092、850 1168、889 1194等。还有常见的幅度尺寸：690 960、787 960、880 1092。允许偏差3mm，偏斜度3mm。p平板纸整理课件10p纸张常用的开法整理课件11整理课件12四、纸张的计量p 纸和纸板的计量单位：定量、令量p 定量：单位面积的纸或纸板具有的质量

4、，以g/m2表示p 令量 1令=500张（全张纸8801230)令量即为：500张全张纸的重量。是平板纸常用的计量单位。500)g(1000500定量单张纸的面积重量令数定量单张纸面积令量整理课件13第二节、纸张的基本组成-植物纤维 一、造纸植物纤维原料的种类 1、木材纤维原料p针叶木（软木，长纤）p阔叶木（硬木，短纤）特点：纤维长短不一，约2.53mm，纤维聚合度5000左右，可制成各种浆料，如磨木浆、硫酸盐木浆和亚硫酸盐木浆等，是制造文化用纸的主要原料。整理课件142、非木材纤维原料p茎杆纤维原料：稻草、竹、芦苇、玉米杆等p韧皮纤维材料：各种麻类及某些树种的树皮等p籽毛纤维材料：如棉纤维。

5、整理课件15 茎秆纤维类：纤维大多短而细小，长约0.52mm，纤维聚合度3000左右，多与木浆一起制造中、低档文化用纸和包装用纸。韧皮纤维类：纤维粗而长，长约2530mm，纤维聚合度36000左右。常用于制造有价证券纸和较薄且紧密地印刷纸。籽毛纤维类：纤维长2040mm，聚合度12000左右，具有较高的强度和柔韧性，主要用于制造钞票纸及其他高级纸张。p非木材纤维原料特点整理课件163、再生纤维原料（混合废纸、旧报纸、废布、瓦楞纸箱、废棉胎等）节约森林资源，保护生态环境 整理课件17p几种纤维比较亚麻木棉丝微细纤维整理课件18二、植物纤维结构ML：胞间层P：初生壁S：次生壁p外层S1p中层S2p

6、内层S3 W：瘤层请见p4整理课件19三、植物纤维的组成及性能1、纤维素2、半纤维素3、木质素4、少量果胶、树脂、无机矿物质等整理课件201、纤维素p 是不溶于水和多数有机溶剂的碳水化合物，其分子式为(C6H10O5)n，每个分子单元上含有三个自由羟基-OH。p 由于含有大量的羟基(可明显形成氢键)，亲水性很好，且有膨润性(膨润导致失去弹性而柔软性增强)，但无水溶性；p 应尽量不破坏纤维素，以保证各种植物纤维的纤维素在纸张性能中起主导作用。整理课件212、半纤维素p 是植物中与纤维共存的多糖结构。p 半纤维素的羟基更具有游离性，因而半纤维素的吸水、润胀能力大于纤维素。p 纸浆中要保留一定量的半

7、纤维素：对打浆及纸张性能都有好处提供极性基团，打浆过程中增加纤维的润胀和纤维细化，提高纤维的柔软性，提高纸张强度；p 但半纤维素含量过高，纸张尺寸稳定性较差，易因环境温湿度变化产生吸湿性而发生变形。整理课件223、木质素p 由三种基本的苯丙烷结构单元通过C-O、C-C键连接的立体网状分子。p 在化学结构上极不稳定，在光、热、空气、酸、碱的作用下，都会引起木质素结构的化学变化，使纤维发黄、变脆，使纸张质地变脆，机械强度下降，颜色发黄，影响纸张的白度。p 木质素起到黏结纤维的作用，因此要解离纤维，必须去除木质素-化学制浆的原理。整理课件23p不同造纸纤维原料的化学组成整理课件24 要尽可能保持植物

8、纤维中的纤维素成分 适当保留半纤维素成分 必须去除木质素成分p在造纸过程中为什么？整理课件25填料：白色粉末状的无机矿物质，加填量最多可达25%。加填：造纸时加入填料，填充纤维间交织的空隙和纸张 凹凸不平的表面，工业上称之为加填。方法：使用白色粉沫状的矿物质和水调成悬浮液，再在 打浆机或其它适当地方加入。填料特点：1)颗粒细腻而均匀 2)色纯而白度高 3)具有良好的化学稳定性 4)透明度小而折射率大 5)成本低第三节、辅料 一、填料整理课件26p常用填料的性质和组成整理课件27p 加填作用：1)增加纸张的平滑度、不透明度、紧度和白度；2)提高纸张的定量和降低成本；3)可在纸张中形成更多细小的毛

9、细孔，且填料粒子比纤维易被油墨润湿，因而可改善纸张对油墨的亲和力。p 过量加填副作用1)纸张强度降低、施胶效果下降，在印刷中易发生掉毛、掉粉现象，而脱落下来的毛、粉易传递到橡皮布或印版上，造成糊版现象；2)填料有摩擦作用，会磨损印版，使印版的耐印力下降。整理课件28p不同纸张的加填量不同纸张的加填量纸张名称 加填量 新闻纸26%凸版纸 530%胶版纸1025%字典纸2030%整理课件29二、胶料 p施胶的目的 1）纸张获得一定抗拒液体渗透的能力；2）防止印刷时网点扩散和书写时发生洇水；3）提高纸张的机械性能和表面强度。纸张为什么容易吸水？1)由植物纤维交织而成的纸张，纤维间存在大量的空隙 2)

10、纸张的纤维间存在着大量的毛细孔 3)纤维中含有大量的纤维素和半纤维素整理课件30p 施胶方法：内部施胶+表面施胶(施胶效果)重施胶+轻施胶(胶料加入量)：施胶量一般约占浆料重量的0.259%内部施胶：在造纸过程中向纸浆中加入胶料，使胶料沉淀在纤维上再抄造成具有憎液性的纸和纸板 松香、聚烷基烯酮胶料、石蜡、松香乳剂、沥青胶等 整理课件31p 表面施胶：将纸或纸板浸入成膜性胶料溶液中，在纸面上形成部分连续的薄膜，从而使纸张具有憎液性 作用：用以改善纸张的表面性能，使吸墨性、匀均性得到提高，表面平滑度也提高，同时也提高了纸张的表面强度和挺度。表面施胶胶料：改性淀粉、动物胶、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、甲

11、基纤维素、石蜡胶。整理课件32三、色料p包括颜料和染料。色料可改变和调整纸张的颜色，又称为调色和染色p减光法和加光法请见p8整理课件33p常用色料 碱性染料-盐基槐黄、盐基玫瑰红、盐基品蓝等；酸性染料-酸性金黄、酸性桃红、酸性湖蓝、酸性青莲等；直接染料-直接大红、直接橘黄、直接品蓝等。整理课件34四、其它化学助剂1、湿强剂2、干强剂3、助留剂4、消泡剂5、抗水剂整理课件35第四节、造纸工艺简介p将植物纤维原料加工处理成细小的纤维，并加入适量的添加剂抄制成薄膜状物质的过程。p制浆+造纸-两大工艺流程。制浆：利用化学、机械或化学机械两者相结合的方法将植物原料离解，变成以纤维素为主体的漂白浆或本色浆

12、的生产过程。造纸：将纸浆通过各种加工过程制得纸张的过程。整理课件36p制浆工艺请见p92 离解离解4 筛选筛选5 漂漂白白整理课件37p制浆整理课件38p制浆方法：机械法、化学法、化学机械法 机械法：机械法：利用机械摩擦力磨解植物原料而得到纤维浆料的方法；机械木浆(磨木浆)、机械草浆 磨木机磨浆筛选本色磨木浆 原料储存备料 蒸煮处理磨木机磨浆筛选褐色磨木浆 整理课件39机械浆特点(1)得浆率高达9098%；(2)环境污染小，设备和生产工艺简单，成本低；(3)纸张组织均匀，质地松软，可压缩性强，吸收性好，不透明度高；(4)机械强度较差(纤维短小、木质素未被除去)、弹性较小、伸缩性大、易发黄发脆。

13、整理课件40磨木浆机（Bauer double disc refiner，early 1950s）整理课件41 药液 漂白剂原料 切片 蒸煮 洗涤 筛选 漂白 蒸汽化学法：将化学药品与植物纤维原料放入蒸煮容器中蒸煮，将原料中的木质素溶解除去，使原料纤维彼此分离出来成浆的方法。整理课件42 化学浆：碱法制浆+酸法制浆(化学试剂)碱法制浆：NaOH+Na2S 硫酸盐浆：由碱法制得的化学浆；纤维粗而坚韧，物理强度好，抗热性好，不透明度差，漂白难；用途：抄制纸袋纸、电缆纸、电容器纸、包装纸，印刷用纸和文化用纸等整理课件43 酸法制浆：亚硫酸+亚硫酸氢钙 亚硫酸盐浆：由酸法制得的化学浆，特点是纤维长，并

14、有良好的结合力，漂白容易，纤维虽硬但具有一定的韧性，它的机械强度不如碱法制得的纤维好。用途：抄制新闻纸、凸版纸、各种高级书写纸、印刷用纸、证券纸等。整理课件44化学机械法：采用半化学法和化学机械法两种。制浆时首先用化学药品对原料进行预 处理，然后再用机械方法进一步磨解。特点：得浆率较高，可达60%-85%；但纤维 束较多，木质素还大量存在。用途：可抄制新闻纸、包装纸和各种包装纸板等。整理课件45 打浆 加入调料 纸料的稀释和精选 纸页的抄造 纸张的完成整理阶段-压光、涂布、复卷、成令p造纸整理课件46打浆纸浆为什么要进行打浆？1）成束纤维2）纤维长短不一3）纤维粗细不一 打浆作用（1）增加纤维

15、间结合力；（2）提高纸张强度；（3）增加纸张平滑度和紧度；（4）降低吸收性和不透明度。整理课件47 纸料浓度调节 纸浆 储浆池 调节箱 尘砂箱 筛浆机 充分搅拌均匀 调料的加入：向打浆完毕后得到的浆料中加入各种辅料，填料、胶料、色料等 纸料稀释和精选 根据纸张厚度和定量进行浓度调节，纸料含量0.51%精选目的：进一步除去纸料中的尘埃和杂质及残存的纤维束整理课件48纸页的抄造 抄纸即为由纸浆形成纸页的过程。方法：湿法造纸和干法造纸送入纸浆 湿纸 湿纸 干纸 成品纸含水99%含水85%含水65%含水3%-5%请见p12整理课件49第五节 纸页的涂布加工（1）涂布加工的目的及对纸张的影响；（2）印刷

16、涂料纸（铜版纸）的种类（3）印刷涂料纸的生产整理课件50p涂料纸：即铜版纸p涂布加工：利用瓷土、碳酸钙、钛白、胶黏剂和助剂等配制成白色涂料，在涂布设备上将涂料涂敷在原纸表面，再经过干燥和压光，制得的颜色洁白、表面光滑、具有良好吸收性和印刷性能的涂料纸。p分单面涂布纸+双面涂布纸p涂布量：1520g/m2整理课件51p涂布加工作用：使凹凸不平的纸张表面平滑度和均匀性得到改善，吸墨性提高；同时还可以改善纸张的光泽度，改善纸张的形稳性和不透明性。p涂料纸的生产：原纸的制备 涂料制备 涂布机涂布 干燥 压光和表面整理 分切或复卷整理课件52非涂料纸和涂料纸的显微表面整理课件53非涂料纸和涂料纸的网点再

17、现未涂料纸网点再现涂料纸网点再现整理课件54第六节 纸张的结构 p构成纸张的元素及它们在整个纸页中的排列和分布。纸张的结构特点：1、具有多相复杂的结构元素；2、结构元素在三个方向上分布各向异性；3、具有孔隙结构；4、结构元素之间存在结合力，构成纸张强度基础；5、多数纸张结构具有双面性。整理课件55p纸张的正面和反面 请见p241.纸张两面性2.纸张两面不匀的现象3.对印刷纸质量的影响4.克服纸张两面性的措施：采用立式加网造纸机整理课件56纸张的两面性对印刷的影响纸张两面平滑度和施胶度的差别，造成纸张两面对油墨的接受性和吸收性不同。当纸张两面吸收性差别较大时，印品两面墨迹深浅不一，甚至会发生透印

18、故障。纸张的正面平滑度较高，着墨效果较好，但表面强度较反面低，在印刷中更易发生拉毛现象。相反，纸张的反面较粗糙，着墨效果较正面差，但表面强度高，在印刷中不易发生拉毛现象。在实际印刷中也发现，与纸张正面接触的橡皮布表面的堆粉堆毛现象要比反面严重得多。整理课件57p纸张的丝缕性 请见p251.纸张的丝缕性也称纸张的方向性2.纵向和横向（纤维排列方向与造纸机运行方向）3.单张纸：纵丝缕纸和横丝缕纸（与纸张的长边方向）4.纸张方向性对其他性能的影响（伸缩率、伸长率、强度、挺度等）整理课件58p 纸张匀度：纸张中纤维分布的均匀程度。影响 外观质量 物理性能 光学性能 非涂料纸的印刷质量 测量：STFI均度仪、QNSM均度仪、MK公司的三维纸页结构分析仪MK Formation Analyzers:Drum Scanner Model MK975 整理课件59