印刷纸的组成与结构

印刷包装材料与适性印机101/印机1022011-9-14课程简介《印刷材料及适性》是印刷工程专业学生的专业基础课，内容包括纸张、油墨两部分。本课程的任务是分析和研究实际印刷过程中有关纸张、油墨的问题。主要包括印刷用纸及其他承印材料的印刷性能，油墨及其组成，油墨的印刷适性等。必修课，3学分，考试课课程考核：平时成绩：40%，期末成绩：60%授课内容1.承印材料与印刷适性1.1印刷纸的组成与结构纸张的组成，纸张的结构，纸张的形成1.2印刷的性能物理性能，化学性能，光学性能，表面性能，纸张的水分平衡，1.3印刷纸的种类新闻纸，书刊印刷纸，胶版印刷纸，涂布印刷纸，合成纸与复合纸1.4包装承印材料纸板与瓦楞纸板，塑料承印材料，金属材料，复合包装材料，玻璃与陶瓷包装材料授课内容2.油墨与印刷适性2.1油墨的组成与稳定性2.2印刷油墨的性能流变、干燥、光学、耐抗、粘弹和物理性能2.3印刷油墨的种类平版、凸版、凹版、网版、光学、热敏、功能性和数学印刷油墨3.橡胶与印刷适性印刷橡皮布与适性，印刷墨辊与适性4.印刷版材平印版、凸印版、凹印版、网印版和CTP印版课程要求掌握承印材料(主要是纸张)和油墨的组成、结构与基本性质之间的关系，掌握材料的性能对印刷的影响，材料的印刷适性和相互之间的联系掌握印刷材料各项性能的表示方法、测试原理和测试手段第一章印刷纸的组成与结构第一节纸张的组成2011-9-141.植物纤维纤维、填料、胶料和色料植物纤维由纤维素、半纤维素、木素和其他少量成分组成。木材纤维非木材纤维二次纤维针叶木（软木，长纤）阔叶木（硬木，短纤）禾本科植物纤维：稻草、芦苇、甘蔗渣、竹、龙须草、玉米杆韧皮纤维类：麻及树皮种毛纤维原料：棉混合废纸、旧报纸、旧瓦楞纸箱、白纸边；节约森林资源，保护环境1.1纤维结构模型初生壁次生壁（S1、S2、S3）细胞腔ML=middlelamella,P=primarywall,S1=outerlayerofthesecondarywall,S2=middlelayerofthesecondarywall,S3=innerlayerofthesecondarywall,W=wartylayer.1.2纤维素D-吡喃式葡萄糖基，1,4-β-甙键，线型高分子化合物；每个基环上有三个醇羟基；1.2纤维素纤维素与水作用水桥；水份蒸发-纤维靠近；0.255-0.275nm产生氢键；结合力；强度亲水性-吸湿-纸纸伸缩；相对湿度1.3半半纤维维素聚糖的总总称：D-葡萄萄糖基、、D-半半乳糖基基、D-木糖基基、D-甘露糖糖基、L-阿拉拉伯糖基基、D-葡萄糖糖醛酸基基等有利于水水化、细细纤维化化、提高高纸张的的柔软性性和强度度。纸纸张的柔柔软性和和强度。。半纤维素素含量高高的纸张张，形稳稳性较差差1.4木木素苯丙烷烷结构构单元元；醚醚键和和碳碳碳键连连接；；三维维网状状结构构；天天然高高分子子化合合物。。蒸煮：：高温温下一一定浓浓度的的酸和和碱能能使木木素降降解为为易溶溶性的的小分分子溶溶于蒸蒸煮液液漂白：：次氯氯酸盐盐、二二氧化化氯、、臭氧氧、过过氧化化氢等等氧化化剂作作用于于木素素，生生成低低分子子羧酸酸和二二氧化化碳愈疮木木基紫丁香香基对羟基基苯1.4木木素阻碍纤纤维间间的结结合，，使纸纸张耐耐久性性差，，易变变黄。。1.5其其他少少量成成分果胶质质、各各种抽抽出物物和矿矿物质质等果胶含含量少少不超超过1%抽出物物包括括果糖糖、单单宁、、淀粉粉、脂脂肪、、树脂脂和蜡蜡等矿物质质：原原料燃燃烧后后残存存的物物质叫叫灰份份1.5原原料化化学组组成的的比较较1.5原原料化化学组组成的的比较较ComponentWoodNonwoodCarbohydrate65-8050-80Cellulose40-4530-45Hemicelluloses25-3520-35Lignin20-3010-25Extractives2-55-15Proteins<0.55-10Inorganic0.1-10.5-10SiO2<0.10.5-7Comparisonbetweenthetypicalchemicalcompositionofwoodyandnon-woodyfeedstocksusedforpulping(%ofthefeedstockdrysolids2.填填料料纤维之之间不不均匀匀的孔孔眼和和空隙隙，使使纸张张凹凸凸不平平。加填：：纸浆浆中加加入一一些矿矿物质质（填填料））改善平平滑度度；不不透明明度；；白度度；吸吸墨性性纸张强强度（（表面面强度度）降降低；；20%填料种类化学组成相对密度折射率滑石粉30.6%MgO,62%SiO22.71.57瓷土39%Al2O3,45%SiO22.581.56沉淀碳酸钙98.6%CaCO32.651.658钛白98%TiO23.92.65硫酸钡97%BaSO44.3-4.41.642.填填料料PapergradeTypeoffillerContentinpaper%newsprint-virginpulpnofiller/clay-1-withdeinkedpulpclay/carbonate5-15super-calendaredwoodcontaining-gravureclay/talc25-35-offsetclay20-30-catalogclay4-15basepaperforcoating-woodcontainingclay/carbonate7-15-woodfreecarbonate/clay15-30finepaper-copy,inkjet,laserprintcarbonate20-253.胶胶料料纸张多多孔结结构，，毛细细管作作用力力；字字迹模模糊施胶：：获得得抗拒拒流体体渗透透、扩扩散的的性能能。表表面施施胶或或内部部施胶胶。纸内施施胶的的胶料料：松松香胶胶、分分散松松香胶胶、合合成胶胶（AKD和ASA）等等。表面施施胶：：氧化化淀粉粉、聚聚乙烯烯醇、、羧甲甲基纤纤维素素、合合成树树脂等等。1.4色色料颜色纸纸浆：：染料料染色色白色纸纸：调调色和和增白白木素或或其他他发色色基团团浅黄黄色，，调和和色相相-纯纯白；；荧光光增白白剂湿强剂剂、干干强剂剂、助助留剂剂、消消泡剂剂、抗抗水剂剂1.5纸纸张的的强度度氢键结结合力力(纤纤维间间形成成的氢氢键)化学主主价键键力(纤纤维素素分子子链葡葡萄糖糖基之之间的的键力力)极性键键之间间的吸吸引力力(分子子间的的范德德华吸吸引力力)表面交交织力力(由纤纤维的的长短短及表表面状状况所所决定定的)其中，，氢键键的结结合力力对纸纸强度度影响响最大大第一章章印印刷纸纸的组组成与与结构构第二节节纸纸张的的结构构2011-9-141.纸纸张张结构构特点点纸张的的组分分及在在纸页页中的的排列列和分分布。。具有多多相多多种组组分组分在在XYZ三三个方方向各各向异异性：：纤维维排列列；组组分分分布多数纸纸张结结构两两面性性：白白度、、平滑滑度、、吸水水性纸张有有复杂杂的孔孔隙结结构：：透气气、吸吸收性性、可可压缩缩性孔隙率率：指指纸张张孔隙隙体积积与纸纸张的的总体体积之之比沿纸页页纵向向的平平均孔孔径半半径最最大，，沿厚厚度方方向的的平均均孔径径半径径最小小印刷纸为0.02-0.2μμm1.1纸纸张的两面面性纸张两面性性：细小纤纤维、填料料、胶料的的流失对印刷纸质质量的影响响平滑度和施施胶度→油油墨的接受受性和吸收收性不同正面平滑度度较高，着着墨效果较较好，但表表面强度低低，在印刷刷中更易发发生拉毛现现象。反面面正好相反反。正面接触的的橡皮布表表面的堆粉粉堆毛现象象要比反面面严重正反面鉴别别立式加网纸纸机能够克克服纸张两两面性1.1纸纸张的两面面性产地瑞典英国日本龙游黄台定量(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印刷密度红色正0.440.40.580.740.650.31反0.420.370.580.620.550.28蓝色正0.380.450.570.650.750.44反0.310.370.570.5纸纸张的垂直直结构Z向强度：：纸张在垂垂直方向的的抗张强度度现象：胶印印中的拉毛毛现象细小纤维和和填料在Z向的分布布1.2纸纸张的垂直直结构填料在纸页页“Z”向向的分布Twocross-sectionsofahandsheet2.纸张张的丝缕纸张丝缕：：纸张中大大多数纤维维的排列方方向，平行行纸机运行行方向；分分纵丝缕和和横丝缕；；单张纸平平印中，纸纸张丝缕对对印刷的影影响很大纸张丝缕的的形成：纸纸张抄造时时由于铜网网的平移和和震动使大大部分纤维维顺着一个个方向，而而形成了纵纵、横向。。2.纸张张的丝缕纵、横向异异性：强度度不同以及及吸湿后尺尺寸变化不不同对印品质量量影响：吸吸湿后，水水分子渗透透；纤维分分子间的距距离；使纸纸张发生膨膨胀；脱水水后又会使使纸张收缩缩。影响印印刷时套印印的准确度度。调整印刷衬衬垫补偿纸纸张形变，，印刷纸通通常用直丝丝绺直丝绺：纤纤维排列方方向与印刷刷辊筒平行行；横丝绺绺：纤维排排列方向与与印刷辊筒筒垂直。2.纸张张的丝缕纸张中纤维维的纵、横横向的判断断撕纸法纸条弯曲法法纸页卷曲线线抗张强度或或耐破度鉴鉴别法787×1092mm的单张张印刷纸，，相对湿度度50%→→65%时时，纵向伸伸长率为0.05%,横向伸伸长率为0.15%.长边短边横丝绺1.640.4直丝绺0.551.183.纸张的的匀度指纸张中纤纤维分布的的均匀程度度影响：外观观、物理、、化学性能能影响纸张均均匀度的因因素纤维特性填料纸料浓度及及流速的影影响匀度的测量量在透射光中中检查时，，以光密度度波动来表表示。人工视觉的的方法：云云彩斑点，，发亮或发发暗第三节纸纸张的形成成2011-9-141.制浆浆纸张的生产产两工序：：制浆和抄抄纸1.1制制浆碱法制浆机械法制浆浆洗涤、筛选选和净化漂白打浆施胶、加填填和染色2.抄纸、、整饰和涂涂布加工网部、压榨榨部、干燥燥部整饰：超压压、复卷、、切纸、打打包涂布加工纸纸：铜版纸纸复合加工纸纸：铝箔箔纸变性加工纸纸：钢纸纸浸渍加工纸纸：蜡纸纸机械加工纸纸：壁纸3.纸的分分类定量纸：定量<250g/m2或厚度<0.1mm纸板：定量量>250g/m2或厚度>0.1mm纤维原料植物纤维非植物纤维维制造方法手工纸机械纸加工类型涂料纸非涂料纸3.纸的分分类用途文化用纸：：新闻纸、、印刷纸、、书写纸、、制图纸、、复印纸等等包装用纸：：牛皮纸、、纸袋纸、、玻璃纸、、防锈纸、、防油纸等等技术用纸：：传真纸、、心电图纸纸、电容器器纸等生活用纸：：卫生纸、、壁纸、肥肥皂纸、餐餐巾纸等包装用纸板板：箱纸板板、白纸板板、瓦楞纸纸板等技术用纸板板：过滤纸纸板、钢纸纸纸板、绝绝缘纸板等等建筑用纸板板：石膏纸纸板、隔音音纸板、油油毡纸等印刷用纸板板：字型纸纸板、封面面纸板、车车票纸板等等4.纸张张的规格形式平板纸：单单张纸印刷刷机卷筒纸：：高速轮转转印刷机尺寸：平板纸：880×1230、、880××1092、787×1092、787×960、690×960、850×1168，尺尺寸误差不不许超过±±0.5mm或±1mm卷筒筒纸纸：：1575、、1092、、880、、787，，尺尺寸寸误误差差不不许许超超过过±±1mm纸张张开开法法两分分法法和和三三分分法法4.纸纸张张的的规规格格对开开A1546××7874开开A2393××5468开开A3273××39316开开A4196××27332开开A5136××19664开开A698××1363开开364××7876开开364××3939开开262××36412开开196××36418开开182××26224开开182××19648开开98××182787××1092全全张张纸纸开开数数及及尺尺寸寸4.纸纸张张的的规规格格纸张张的的重重量量定量量：：g/m2令