加工纸与特种纸 第一章

1、第 一 章 加 工 纸 概 论 纸加工原理与技术 加工纸与特种纸 加工纸工艺学 陆赵情 第 一 章 加 工 纸 概 论 内容介绍 第 一 章 加 工 纸 概 论 主要参考文献 第 一 章 加 工 纸 概 论 第一章 加工纸概论 第 一 章 加 工 纸 概 论 1氢键赋予纸的强度 2植物纤维交织形成的纸页平滑度，光泽度 3多孔性结构透气性好，吸收性好，气密性差 4易吸湿易润胀，尺寸稳定性差 5易老化易燃 第一节第一节 加工纸、特种纸的定义及加工纸、特种纸的定义及 纸加工的目的纸加工的目的 第 一 章 加 工 纸 概 论 1 1、加工纸、加工纸根据所要求的特性对原纸做某种加工或与 其他材料复合所得

2、到的纸种。 2 2、特种纸、特种纸除普通纸外，用于其他特殊用途的纸种。 3 3、功能纸、功能纸经过加工处理，被赋予新的功能的纸种。 机械、热、电、光等。 加工纸 由植物纤维直接抄造完成的纸。 特种纸 普通纸。包括经过特殊加工的高级文化（铜板纸， 印刷涂布纸）用纸和包装用纸(高光泽玻璃卡纸) 第 一 章 加 工 纸 概 论 加工纸，功能纸及特种纸含义有区别，有涵盖。 加工纸是从原纸的后加工处理角度命名的。 功能纸是着重强调加工后的纸是否被赋予了新的功能。强 调纸的功能性。 特种纸是从原纸经加工后从其用途的角度命名的。强调纸 的特殊用途。 一般：加工纸多属于特种纸和功能纸。 微涂加工后的微涂纸、机

3、械起皱加工后的卫生纸微涂加工后的微涂纸、机械起皱加工后的卫生纸 - 属普通纸属普通纸 而未经加工的电容器纸、半透明纸而未经加工的电容器纸、半透明纸 - 属特种纸属特种纸 第 一 章 加 工 纸 概 论 涂布加工纸：采用各种涂料对原纸表面进行涂布加工所得 的纸种。 变性加工纸：原纸受化学药剂作用而显著改变性质的纸种。 复合加工纸：经过层合和裱糊作业而使原纸与其它薄膜材 料贴合起来所得的纸种。 浸渍加工纸：原纸经过液体物料浸渍所得到的加工纸。 机械加工纸：原纸经过轧花，磨光等机械加工所得到的纸 种。 第一节第一节 加工纸和特种纸的分类加工纸和特种纸的分类 第 一 章 加 工 纸 概 论 信息用纸

4、工业用纸 建筑用纸 20种商品化功能纸（举例） 第 一 章 加 工 纸 概 论 1、纸的加工可以改善纸的内在质量和外观质量，提高纸 的性能和品级。 70%以上的印刷纸经过涂布加工。 60%以上的白板纸是经过涂布加工的 2、大多数纸种属加工纸和特种纸，应用于各个领域； 航 空航天、电器、农业、医药。 3、使用价值高，附加值高，技术含量高。 第 一 章 加 工 纸 概 论 第一节加工纸工业的发展第一节加工纸工业的发展 第 一 章 加 工 纸 概 论 第 一 章 加 工 纸 概 论 第 一 章 加 工 纸 概 论 第 一 章 加 工 纸 概 论 第 一 章 加 工 纸 概 论 第二章 颜料涂布加工纸

5、 第 一 章 加 工 纸 概 论 第一节 概述 第 一 章 加 工 纸 概 论 第 一 章 加 工 纸 概 论 第 一 章 加 工 纸 概 论 第 一 章 加 工 纸 概 论 第 一 章 加 工 纸 概 论 1 1、印刷涂料纸的表面结构及内部结构、印刷涂料纸的表面结构及内部结构 涂层结构： 表面形状，内部的微观与宏观组织 原纸涂层界面特性。 影响因素： 表面结构 表面粗度涂层内在的性质。 印刷粗度一种功能性质,只有在印刷过程中显现出来。 （决定转印圆筒上印刷底版与纸张的印刷接触程度，印品的逼真度和转 印的难易程度。） 表面粗度大，油墨膜转印困难导致网目点轮廓破坏及蹭脏等质量问 题。 表面粗度（

6、印刷粗度）油墨膜厚度印品质量 通常用平滑度反映表面粗度反映涂层与油墨膜接触程度。 平滑度高印品文字和线条清晰细腻。富有美感和立体感 宏观平滑度：由原纸性质决定。 微观平滑度：由颜料的种类、晶形及粒度分布等决定。 第 一 章 加 工 纸 概 论 第 一 章 加 工 纸 概 论 2 2、纸张涂层的机械性质、纸张涂层的机械性质 包括拉毛性质、可压缩性、挺度 干拉毛强度 （胶、凸版印刷） 拉毛强度印刷表面强度。 拉毛速度：指在印刷过程中油墨施于纸面的外向张力大于纸内 聚力，造成纸面开始拉毛时的印刷速度。 剥离力印刷过程中，纸张在油墨粘度、印刷压力和印刷速 度等条件作用下，油墨膜在印版与纸面间分离时，产

7、生一种力称之。 印刷速度 油墨粘度 剥离力 纸面粗糙度 油墨膜厚度 剥离力 湿拉毛强度 （平板印刷） 表面层的可压缩性（凹、 凸版） 第 一 章 加 工 纸 概 论 掉毛掉粉涂层颜料粒子间结合力或颜料粒子与纸页 纤维间的结合强度小于剥离力时，涂料粒子或细小纤 维就会被油墨膜粘下来，这种现象称为掉毛掉粉。 表现开始，印品表面有斑点 印版逐渐被颜料粒子和细小纤 维堵塞而无法正常印刷 糊版。 可压缩性（松厚度）纸页接受印刷压印时的可压缩程度，决定印 版与纸面均匀接触程度。 影响机械性质的因素：颜料及胶粘剂的空间分布及颜料胶粘剂的界 面性质。 第 一 章 加 工 纸 概 论 3 3、印刷涂料纸的光学性

8、质、印刷涂料纸的光学性质 光泽度：纸张表面镜面反射的性质。光泽度：纸张表面镜面反射的性质。 印刷光泽度：指纸面经油墨印刷后印刷面所呈现油墨膜印刷光泽度：指纸面经油墨印刷后印刷面所呈现油墨膜 光泽度的大小光泽度的大小 印刷不透明度：指样经黑色油墨印刷后，印区反面与印刷不透明度：指样经黑色油墨印刷后，印区反面与 未印区反面的反射率之比。未印区反面的反射率之比。 刘骅等刘骅等. .谈涂布纸和纸板光泽度谈涂布纸和纸板光泽度. . 纸和造纸纸和造纸.2001.2001年年7 7月第月第4 4 期期 影响因素影响因素颜料性质，胶粘剂种类和用量。压光条件颜料性质，胶粘剂种类和用量。压光条件 颜料性质：粒度（

9、最佳光散射）、形成最佳尺寸的孔隙，颜料性质：粒度（最佳光散射）、形成最佳尺寸的孔隙， 且均匀分布且均匀分布最大的光学效果。最大的光学效果。 第 一 章 加 工 纸 概 论 4 4、印刷涂料纸的油墨吸收性、印刷涂料纸的油墨吸收性最重要的印刷适性。最重要的印刷适性。 （决定图文再现性的主要因素，取决于涂层的油墨转移和吸收性。（决定图文再现性的主要因素，取决于涂层的油墨转移和吸收性。 油墨的吸收性油墨的吸收性涂层对油墨的吸收能力或油墨对涂料层的渗透能力涂层对油墨的吸收能力或油墨对涂料层的渗透能力 涂料中胶粘剂均匀分布且适当迁移涂料中胶粘剂均匀分布且适当迁移颜料体积浓度、颜料种类颜料体积浓度、颜料种类

10、影影 响油墨保留或油墨吸收。（印刷适性最重要的性质）。响油墨保留或油墨吸收。（印刷适性最重要的性质）。 涂料层疏松、颜料体积浓度小、油墨的吸收性提高、油墨大部分被吸涂料层疏松、颜料体积浓度小、油墨的吸收性提高、油墨大部分被吸 入涂层入涂层印刷光泽度降低。反之则相反，油墨干燥速度慢印刷光泽度降低。反之则相反，油墨干燥速度慢 “粘脏粘脏”现象，中性或微酸性涂布层干燥较慢，微碱性则干燥较快。现象，中性或微酸性涂布层干燥较慢，微碱性则干燥较快。 改善油墨吸收性的措施：改善油墨吸收性的措施： （l l）增加涂料中整饰性好的合成胶乳的配比；）增加涂料中整饰性好的合成胶乳的配比； （2 2）增加涂料中亲油性

11、好的碳酸钙颜料的配比；）增加涂料中亲油性好的碳酸钙颜料的配比； （3 3）涂层应具有较高的）涂层应具有较高的PHPH值（碱性范围），以利于油墨干燥；值（碱性范围），以利于油墨干燥； （4 4）在干燥阶段干燥温度应逐步提高，过强干燥会引起胶粘剂过多地）在干燥阶段干燥温度应逐步提高，过强干燥会引起胶粘剂过多地 向涂层表面迁移，使向涂层表面迁移，使K KN N减小，墨吸收性恶化；减小，墨吸收性恶化； （5 5）选择适宜的压光压力和温度，过高的压力和温度使涂层孔隙度减）选择适宜的压光压力和温度，过高的压力和温度使涂层孔隙度减 小，相应降低油墨吸收性。小，相应降低油墨吸收性。 第 一 章 加 工 纸 概

12、 论 （三）颜料涂布纸的基本生产流程（三）颜料涂布纸的基本生产流程 备料备料涂料液制备涂料液制备涂布机涂布涂布机涂布干燥干燥压光等表面整饰压光等表面整饰完成作业完成作业 入库入库 涂布过程涂布过程 纸纸多孔性片状基材，表面凹凸不平多孔性片状基材，表面凹凸不平（涂布）润湿原纸（涂布）润湿原纸涂料浸涂料浸 入原纸表层，与纤维交织形成交织固着层入原纸表层，与纤维交织形成交织固着层填充纤维空间填充纤维空间牢固的粘牢固的粘 附附 影响因素影响因素原纸质量，颜料品质，白度，分散度，化学辅助剂及胶粘原纸质量，颜料品质，白度，分散度，化学辅助剂及胶粘 剂的选用，涂布技术，干燥条件。剂的选用，涂布技术，干燥条件

13、。 第 一 章 加 工 纸 概 论 （四）颜料涂布纸的发展概况（四）颜料涂布纸的发展概况 1850年，颜料涂布纸出现，（高岭土）手工刷涂，压光。 单面涂 1890年，第一台刷式涂布机出现，“挂杆”式干燥系统 20世纪30年代 辊式涂布代替刷式涂布，强制热风干燥。两面涂 1931年 出现机内涂布 烘缸干燥，适应四色套印。 1936年 气刀涂布机专利 毛刷 1945年 拖刀涂布专利 上料方式辊式，涌泉式，喷射式 辊涂 车速 300min 8001000min 900min 302 气刀 挂杆式干燥 拖刀 强制热风干燥 刮刀比尔 烘缸干燥 硬 软 棒 短停留 气浮式热风干燥 远红外干燥 高速喷气热风

14、烘缸干燥 高频干燥 第 一 章 加 工 纸 概 论 第二节第二节 颜料涂布纸的原料颜料涂布纸的原料 “低质量的原纸很难获得高质量的涂布纸”。 要求 适当的物理强度； 使涂料在原纸表面能形成均匀的涂层,获得良好的 性能(匀度)； 最少的涂料,获得合乎要求的,最均匀的涂布纸； 最少的胶粘剂,获得良好的纸页与涂层间的结合； 第 一 章 加 工 纸 概 论 1、涂布纸的种类、质量要求和涂布加工条件 原纸的浆料配比 KP木浆、机木浆、TMP、棉浆、脱墨浆、草苇浆 第 一 章 加 工 纸 概 论 2、常见的浆料配比 （1）针叶木-阔叶木 (30%) (70%) 强度 匀度,平滑 （2） 草浆 杂细胞多；

15、半纤维含量高 影响强度,吸收性,胶粘剂向纸内迁 移,印刷表面强度低。 配比30% （3）棉浆: 提高耐折度 第 一 章 加 工 纸 概 论 1、打浆 （1）影响原纸强度、原纸印刷表面强度、紧度、吸收性。 （2）打浆方式:轻度或中等程度打浆(适当切短,适当细纤维化) 第 一 章 加 工 纸 概 论 2、原纸的施胶 （1）施胶-调节原纸的吸收性质 施胶度过大-吸收性下降,涂料对纸页的渗透(吸附)下降- -涂布时,两面湿度差增大-卷曲、褶子。 （2）刮刀涂布:(固含量高.胶粘剂迁移少) 原纸-轻施 胶 （3）气刀涂布:(固含量低. 胶粘剂迁移量大) 原纸-中度 施胶 （4）表面施胶-表面强度、减少胶

16、粘剂的迁移 改性淀粉为主，聚乙烯醇为辅。 第 一 章 加 工 纸 概 论 3、原纸的加填 （1）提高白度，不透明度； （2）原纸强度，表面强度下降，(加填量越大)掉毛掉粉； （3）515的加填量； （4）填料要求:白度高.粒度细而均匀，(较大颗粒易脱落)。 第 一 章 加 工 纸 概 论 4、原纸的均一性和整饰度 （1）均一性-横幅定量、匀度、厚度、水分、纤维组织等 的均一程度。 （2）原纸的整饰度 -纸页的平整性和合适表面粗糙度。 （3）原纸的整饰度 -纸页的平整性和合适表面粗糙度。 注意：注意：在生产时要加强湿部整饰，不要求干部有过高的整饰。 第 一 章 加 工 纸 概 论 1、涂布时、

17、超级压光,软压光 要求原纸有较高的机械强度。 印刷时否则易产生断头(裂口)。 2、 表面强度- 原纸表面纤维与内部纤维的结合程度 低 高剪切力将拉出表面层的细小纤维和填料-掉毛掉粉； 停留积聚在刮刀刀刃上造成涂布条痕； 高: 能适应高速印刷、高压力及油墨高粘度的要求， 则涂布纸印刷性能好。 随刮落的涂料回流到涂料工作站，影响涂料质量。 第 一 章 加 工 纸 概 论 1、白度 影响油墨颜色的色相、亮度和纯度,即上墨部分和不上墨 部分的反差。 2、不透明度 决定印刷时是否透印 (对双面印刷、LWC)重要 经验: 白度低，涂上高白度的涂料，超压后,涂层白度低于涂 料白度。 原纸的白度尽量接近或超过

18、涂料的白度。 第 一 章 加 工 纸 概 论 1、影响原纸的吸收性和涂料的渗透性； 2、影响涂布后纸的干燥速度和涂布纸质量； 3、影响油墨的吸收能力。 510-增加纤维的任性，有助于防止原纸在涂布过程 终断裂，防止原纸纤维因摩擦而折断掉落，混入涂料中。 1、孔眼：涂料透过原纸粘在背辊上-涂布量发生变化-断 纸。 2、硬杂质：损伤刮刀斑点、刮刀痕迹。 第 一 章 加 工 纸 概 论 1、作用 （1）填充、覆盖原纸凸凹不平的表面，改善平滑度和光泽度。 （2）提高纸的白度和不透明度。 （4）使印刷获得良好的印刷效果。 （3）使纸页表面具有均匀良好的油墨吸收性。 2、要求 （1）白度高且不透明性要好，

19、具有较强的覆盖能力，涂布后 能提高涂布纸的白度和不透明度。 第 一 章 加 工 纸 概 论 （2）颜料粒子形状要符合涂布要求，粒度要适当。 要求 六角片状的高岭土涂料易形成白度、平滑度、光泽 度高的涂层； 六角片状和球状颜料制得的涂料流动性好； 球形和菱柱状体互相连锁的颜料粒子易形成多孔性 涂层，油墨吸收性良好。 针状体颜料制得的涂料流动性不好; 粒径不同，制得的涂料性质及涂布纸表面特性各不相同：粒径不同，制得的涂料性质及涂布纸表面特性各不相同： 粒径小的颜料能提高白度、平滑度和光泽度； 粒径过小涂层在超压后易发黑；涂料粘度增大， 流动性差; 粒度小胶粘剂用量也会增大。 第 一 章 加 工 纸

20、 概 论 （3）颜料的分散性要好（易分散于水中，分散剂用量少， 易制成高固低粘、流动性和稳定性好的涂料）。 （4）化学稳定性和相容性要好。 （6）资源丰富，价格低廉。 （5）耐磨性要低，减小对涂布设备和印刷版的磨损。 第 一 章 加 工 纸 概 论 常用颜料：高岭土、碳酸钙、硫酸钡、缎白、二氧化钛、氢 氧化铝、滑石粉、氧化锌、锌钡白、硫酸钙、亚硫酸钙、硅 藻土 合成树脂颜料：聚苯乙烯树脂、尿素树脂 颜料性质：表21 1、高岭土:瓷土“中国黏土” （1）高岭土的成分、结构形态和性质 江西景德镇“高岭土” “含水硅酸盐” 产地、地质及风化程度不同，组成和性质不同Al2O3 和SiO2 的比例接近1

21、：2，高岭土悬浮液pH值5.09.0，酸性 高岭土使干酪素、豆酪素等蛋白质胶粘剂增稠而降低流动性 。 苏州高岭土、巴西、英国、美国高岭土 第 一 章 加 工 纸 概 论 （2）高岭土粒度对涂层质量的影响 涂布用高岭土的粒度：0.130m，其中小于2m，占 7090 ；10m占5。 粒子大小：决定不透明度、白度、油墨吸收性、胶粘剂 用量等，还影响压光性能。 0.25m，压光时易被压黑，光泽度增加，但白度下降 。 0.10.5m，遮盖能力最大。 较粗的粒子油墨吸收性好， 较细的粒子制备成的涂料粘度高，胶粘剂用量大。 第 一 章 加 工 纸 概 论 2、碳酸钙 重质碳酸钙（天然碳酸钙） 轻质碳酸钙（

22、沉淀碳酸钙） 重钙：石灰石-锤式粉碎机超细研磨机风选或水选 表面改性处理超细研磨碳酸钙 0.52m，2m， 95（干法） 99（湿法） 超细研磨技术成熟，碳酸钙质量稳定，应用广泛。 特点：（1）分散剂用量低，聚丙烯酸钠最佳用量0.2 （2）与高岭土可配制成固含量为6568的涂料，适用高速刮刀涂布。 配用量20以上时，胶粘剂用量并不增加。 （3）涂料保水值，涂层光泽度和油墨光泽度降低。 水 CO2 轻钙：石灰石生石灰石灰乳碳酸钙（沉淀）粒、针、纺锤、无定形 0.11.0m。 特点：白度高，油墨吸收性好； 与高岭土混合，改善涂布纸的不透明度和印刷效果 胶粘剂耗用量大，光泽度差，粘度大，很少独用。 第 一 章 加 工 纸 概 论 3.硫酸钡（固定白） 膏状 5m以下，大于95 粉状 HCl Na2SO4 碳酸钡矿石BaCl2- Na2SO4(白色膏状 沉淀) 特点：（1）（与高岭土比较）白度高、涂层整 饰度高（平滑度、柔软、光亮） （2）耐酸、耐碱、稳定 与其它颜料适应性好，易分散（六偏磷