印刷紙的組成與結(jié)構(gòu)

印刷紙的組成與結(jié)構(gòu)第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二課程簡介《印刷材料及適性》是印刷工程專業(yè)學生的專業(yè)基礎課，內(nèi)容包括紙張、油墨兩部分。本課程的任務是分析和研究實際印刷過程中有關(guān)紙張、油墨的問題。主要包括印刷用紙及其他承印材料的印刷性能，油墨及其組成，油墨的印刷適性等。必修課，3學分，考試課課程考核：平時成績：40%，期末成績：60%第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二授課內(nèi)容1.承印材料與印刷適性1.1印刷紙的組成與結(jié)構(gòu)紙張的組成，紙張的結(jié)構(gòu)，紙張的形成1.2印刷的性能物理性能，化學性能，光學性能，表面性能，紙張的水分平衡，1.3印刷紙的種類新聞紙，書刊印刷紙，膠版印刷紙，涂布印刷紙，合成紙與復合紙1.4包裝承印材料紙板與瓦楞紙板，塑料承印材料，金屬材料，復合包裝材料，玻璃與陶瓷包裝材料第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二授課內(nèi)容2.油墨與印刷適性2.1油墨的組成與穩(wěn)定性2.2印刷油墨的性能流變、干燥、光學、耐抗、粘彈和物理性能2.3印刷油墨的種類平版、凸版、凹版、網(wǎng)版、光學、熱敏、功能性和數(shù)學印刷油墨3.橡膠與印刷適性印刷橡皮布與適性，印刷墨輥與適性4.印刷版材平印版、凸印版、凹印版、網(wǎng)印版和CTP印版第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二課程要求掌握承印材料(主要是紙張)和油墨的組成、結(jié)構(gòu)與基本性質(zhì)之間的關(guān)系，掌握材料的性能對印刷的影響，材料的印刷適性和相互之間的聯(lián)系掌握印刷材料各項性能的表示方法、測試原理和測試手段第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2011-9-14第一章印刷紙的組成與結(jié)構(gòu)第一節(jié)紙張的組成第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.植物纖維纖維、填料、膠料和色料植物纖維由纖維素、半纖維素、木素和其他少量成分組成。木材纖維非木材纖維二次纖維針葉木（軟木，長纖）闊葉木（硬木，短纖）禾本科植物纖維：稻草、蘆葦、甘蔗渣、竹、龍須草、玉米桿韌皮纖維類：麻及樹皮種毛纖維原料：棉混合廢紙、舊報紙、舊瓦楞紙箱、白紙邊；節(jié)約森林資源，保護環(huán)境第七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.1纖維結(jié)構(gòu)模型初生壁次生壁（S1、S2、S3）細胞腔ML=middlelamella,P=primarywall,S1=outerlayerofthesecondarywall,S2=middlelayerofthesecondarywall,S3=innerlayerofthesecondarywall,W=wartylayer.第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.2纖維素D-吡喃式葡萄糖基，1,4-β-甙鍵，線型高分子化合物；每個基環(huán)上有三個醇羥基；第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.2纖維素纖維素與水作用水橋；水份蒸發(fā)-纖維靠近；0.255-0.275nm產(chǎn)生氫鍵；結(jié)合力；強度親水性-吸濕-紙紙伸縮；相對濕度第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.3半纖維素聚糖的總稱：D-葡萄糖基、D-半乳糖基、D-木糖基、D-甘露糖基、L-阿拉伯糖基、D-葡萄糖醛酸基等有利于水化、細纖維化、提高紙張的柔軟性和強度。紙張的柔軟性和強度。半纖維素含量高的紙張，形穩(wěn)性較差第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.4木素苯丙烷結(jié)構(gòu)單元；醚鍵和碳碳鍵連接；三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；天然高分子化合物。蒸煮：高溫下一定濃度的酸和堿能使木素降解為易溶性的小分子溶于蒸煮液漂白：次氯酸鹽、二氧化氯、臭氧、過氧化氫等氧化劑作用于木素，生成低分子羧酸和二氧化碳愈瘡木基紫丁香基對羥基苯第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.4木素阻礙纖維間的結(jié)合，使紙張耐久性差，易變黃。第十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.5其他少量成分果膠質(zhì)、各種抽出物和礦物質(zhì)等果膠含量少不超過1%抽出物包括果糖、單寧、淀粉、脂肪、樹脂和蠟等礦物質(zhì)：原料燃燒后殘存的物質(zhì)叫灰份第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.5原料化學組成的比較第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.5原料化學組成的比較ComponentWoodNonwoodCarbohydrate65-8050-80Cellulose40-4530-45Hemicelluloses25-3520-35Lignin20-3010-25Extractives2-55-15Proteins<0.55-10Inorganic0.1-10.5-10SiO2<0.10.5-7Comparisonbetweenthetypicalchemicalcompositionofwoodyandnon-woodyfeedstocksusedforpulping(%ofthefeedstockdrysolids第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2.填料纖維之間不均勻的孔眼和空隙，使紙張凹凸不平。加填：紙漿中加入一些礦物質(zhì)（填料）改善平滑度；不透明度；白度；吸墨性紙張強度（表面強度）降低；20%填料種類化學組成相對密度折射率滑石粉30.6%MgO,62%SiO22.71.57瓷土39%Al2O3,45%SiO22.581.56沉淀碳酸鈣98.6%CaCO32.651.658鈦白98%TiO23.92.65硫酸鋇97%BaSO44.3-4.41.64第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2.填料PapergradeTypeoffillerContentinpaper%newsprint-virginpulpnofiller/clay-1-withdeinkedpulpclay/carbonate5-15super-calendaredwoodcontaining-gravureclay/talc25-35-offsetclay20-30-catalogclay4-15basepaperforcoating-woodcontainingclay/carbonate7-15-woodfreecarbonate/clay15-30finepaper-copy,inkjet,laserprintcarbonate20-25第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二3.膠料紙張多孔結(jié)構(gòu)，毛細管作用力；字跡模糊施膠：獲得抗拒流體滲透、擴散的性能。表面施膠或內(nèi)部施膠。紙內(nèi)施膠的膠料：松香膠、分散松香膠、合成膠（AKD和ASA）等。表面施膠：氧化淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、合成樹脂等。

第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.4色料顏色紙漿：染料染色白色紙：調(diào)色和增白木素或其他發(fā)色基團淺黃色，調(diào)和色相-純白；熒光增白劑濕強劑、干強劑、助留劑、消泡劑、抗水劑第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.5紙張的強度氫鍵結(jié)合力(纖維間形成的氫鍵)化學主價鍵力(纖維素分子鏈葡萄糖基之間的鍵力)極性鍵之間的吸引力(分子間的范德華吸引力)表面交織力(由纖維的長短及表面狀況所決定的)

其中，氫鍵的結(jié)合力對紙強度影響最大第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2011-9-14第一章印刷紙的組成與結(jié)構(gòu)第二節(jié)紙張的結(jié)構(gòu)第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.紙張結(jié)構(gòu)特點紙張的組分及在紙頁中的排列和分布。具有多相多種組分組分在XYZ三個方向各向異性：纖維排列；組分分布多數(shù)紙張結(jié)構(gòu)兩面性：白度、平滑度、吸水性紙張有復雜的孔隙結(jié)構(gòu)：透氣、吸收性、可壓縮性孔隙率：指紙張孔隙體積與紙張的總體積之比沿紙頁縱向的平均孔徑半徑最大，沿厚度方向的平均孔徑半徑最小印刷紙為0.02-0.2μm第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.1紙張的兩面性紙張兩面性：細小纖維、填料、膠料的流失對印刷紙質(zhì)量的影響平滑度和施膠度→油墨的接受性和吸收性不同正面平滑度較高，著墨效果較好，但表面強度低，在印刷中更易發(fā)生拉毛現(xiàn)象。反面正好相反。正面接觸的橡皮布表面的堆粉堆毛現(xiàn)象要比反面嚴重正反面鑒別立式加網(wǎng)紙機能夠克服紙張兩面性第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.1紙張的兩面性

產(chǎn)地瑞典英國日本龍游黃臺定量(g/m2)42.244.542.241.54242.2平滑度（S）正7537.415915715650.7反46.62493.213912729.4拉毛速度（cm/s）正557850504879反919562696685印刷密度紅色正0.440.40.580.740.650.31反0.420.370.580.620.550.28藍色正0.380.450.570.650.750.44反0.310.370.570.540.60.4第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.2紙張的垂直結(jié)構(gòu)Z向強度：紙張在垂直方向的抗張強度現(xiàn)象：膠印中的拉毛現(xiàn)象細小纖維和填料在Z向的分布第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.2紙張的垂直結(jié)構(gòu)填料在紙頁“Z”向的分布Twocross-sectionsofahandsheet第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2.紙張的絲縷紙張絲縷：紙張中大多數(shù)纖維的排列方向，平行紙機運行方向；分縱絲縷和橫絲縷；單張紙平印中，紙張絲縷對印刷的影響很大紙張絲縷的形成：紙張抄造時由于銅網(wǎng)的平移和震動使大部分纖維順著一個方向，而形成了縱、橫向。

第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2.紙張的絲縷縱、橫向異性：強度不同以及吸濕后尺寸變化不同對印品質(zhì)量影響：吸濕后，水分子滲透；纖維分子間的距離；使紙張發(fā)生膨脹；脫水后又會使紙張收縮。影響印刷時套印的準確度。調(diào)整印刷襯墊補償紙張形變，印刷紙通常用直絲綹直絲綹：纖維排列方向與印刷輥筒平行；橫絲綹：纖維排列方向與印刷輥筒垂直。第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2.紙張的絲縷紙張中纖維的縱、橫向的判斷撕紙法紙條彎曲法紙頁卷曲線抗張強度或耐破度鑒別法787×1092mm的單張印刷紙，相對濕度50%→65%時，縱向伸長率為0.05%,橫向伸長率為0.15%.長邊短邊橫絲綹1.640.4直絲綹0.551.18第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二3.紙張的勻度指紙張中纖維分布的均勻程度影響：外觀、物理、化學性能影響紙張均勻度的因素纖維特性填料紙料濃度及流速的影響勻度的測量在透射光中檢查時，以光密度波動來表示。人工視覺的方法：云彩斑點，發(fā)亮或發(fā)暗第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2011-9-14第三節(jié)紙張的形成第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二1.制漿紙張的生產(chǎn)兩工序：制漿和抄紙1.1制漿堿法制漿機械法制漿洗滌、篩選和凈化漂白打漿施膠、加填和染色第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二2.抄紙、整飾和涂布加工

網(wǎng)部、壓榨部、干燥部整飾：超壓、復卷、切紙、打包涂布加工紙：銅版紙復合加工紙：鋁箔紙變性加工紙：鋼紙浸漬加工紙：蠟紙機械加工紙：壁紙第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二3.紙的分類定量紙：定量<250g/m2

或厚度<0.1mm紙板：定量>250g/m2

或厚度>0.1mm纖維原料植物纖維非植物纖維制造方法手工紙機械紙加工類型涂料紙非涂料紙第三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二3.紙的分類用途文化用紙：新聞紙、印刷紙、書寫紙、制圖紙、復印紙等包裝用紙：牛皮紙、紙袋紙、玻璃紙、防銹紙、防油紙等技術(shù)用紙：傳真紙、心電圖紙、電容器紙等生活用紙：衛(wèi)生紙、壁紙、肥皂紙、餐巾紙等包裝用紙板：箱紙板、白紙板、瓦楞紙板等技術(shù)用紙板：過濾紙板、鋼紙紙板、絕緣紙板等建筑用紙板：石膏紙板、隔音紙板、油氈紙等印刷用紙板：字型紙板、封面紙板、車票紙板等第三十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期二4.紙張的規(guī)格形式平板紙：單張紙印刷機卷筒紙：高速輪轉(zhuǎn)印刷機尺寸：平板紙：880×1230、880×1092、787×1092、787×960、690×960、850×1168，尺寸誤差不許超過±0.5mm或±1mm卷筒紙：1575、1092、880、7