印刷材料与适性1

PAGEPAGE10纸张是纤维间通过氢键相互粘结起来的随机取向网络层次结构。包括两层含意：a纤维间自身相互粘结b随机取向(定向排列)。定量在200g/m2以上，而又以印刷或装璜为主要目的的纸，称为卡纸。如250g/m2铜板卡(纸)，280g/m2玻璃卡(纸)等。造纸纤维原料的分类：①木材类纤维原料：针叶木（木质由95％的管细胞构成，其杂细胞不多，木浆较纯，纤维长，造高强度的高级纸张）阔叶木（木质部由20％～40％是导管，纤维较短，含很多杂细胞，造出的纸疏松，不透明，制造印刷类纸）②非木材类纤维原料麦草（纤维一般长度在1.30～1.71mm之间，制造的纸强度较低，用来制造书写和印刷用纸）芦苇（纤维长度一般在0.95～1.52mm之间，杂细胞含量约占35％，芦苇制造的纸强度低，一般用来制造印刷用纸。）蔗渣（纤维长度大部分为1.47～3.04mm，用来制造半透明纸，书写纸、印刷用纸。）棉纤维（棉纤维长度20～56mm。杂细胞含量很少，用于制造钞票纸、证券纸、晒图纸等高档纸）造纸纤维原料的化学组成：纤维素：性质：不溶于水和有机溶剂特点：①分子量高，分子大小不均一，分子呈直线状。②分子间形成氢键，吸水，润胀等都与含有“－OH”有关。③整个分子具有极性和方向性，在酸性或高温条件下可降解。半纤维素：性质：在水中润胀度大，易溶于稀碱液。特点：①是一种低分子量的多糖，占植物纤维原料的20～30%，②有好几种单糖构成，分子结构中有支链，平均聚合度在150±30木素：特点：组成复杂，分子呈立体网状结构的高分子化合物，天然木素呈黄褐色，一般情况，木素与纤维和半纤维之间有化学键联接，而纤维素与半纤维素之间不存化学联接。性质：木素是疏水性物质，不易吸水润胀。其他成分:主要有果胶质、矿物质和各种提物。纤维长度及长宽比对纸张的影响：①长度较长，长宽比较大的纤维抄的纸强度较大。②纤维长度大于0.3mm时，就不影响抗张强度和耐折度，纤维长度小于0.3mm时，抗张强度和耐折度明显变差。三、成纸的撕裂度随纤维长度的增加而增大。四、壁腔比小，成纸强度大，即壁薄的，强度大。纤维细胞的细微结构：次生璧内层次生璧中层次生璧外层初生壁果胶层辅料为满足纸张的不同使用性能而添加纸张中的各种助剂，可分为填料，胶料与色料。二、胶料：定义：为了使纸张在一定程度上不被水或其它液体浸润，在纸张中加入某些具有抗液性的胶体物质或成膜物质，称为～。胶料加入的方式称为施胶。施胶方式：1内施胶（将胶料加入纸浆中，再抄造成具有憎液性的纸）2外施胶（将纸或纸板浸入胶料中，在纸的表面形成连续的憎液膜）施胶的原因：1纤维本身和纤维间存在大量毛细孔，纤维与半纤维分子中含有亲水的羟基（—OH），因此亲水。2纤维与纤维，纤维与填料，填料与填料之间的结合强度，不能满足印刷（特别是胶印）的需要。纸张获得抗水性的原因：施胶前，纤维素亲水，且纤维与纤维间存在毛细孔，因此水能在其表面渗入纸张。施胶后，改变了固液界面的接触角，胶料均匀分布在纤维表面，则外露的纤维减少，从而使纸表面能降低，同时堵塞了毛细孔，因此施胶后纸张获得了抗水性。表面施胶对纸张性的影响：提高了纸张的抗水能力，表面强度，耐破度，抗张强度，耐油渗性等。常用胶料：动物胶、变性淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、石蜡胶和其他施胶剂。加填的目的：1提高（或改善）了纸张的不透明度、白度、平滑度与均匀性。2降低了纸张的吸湿性与变形程度。常用的填料:①高岭土②滑石粉，石膏粉，碳酸钙，硫酸钡，钛白粉等。加填对纸张性质的影响：①提高了纸张的不透明度，白度，平滑度和印刷适性。②降低了纸张的强度，其中抗张强度，耐破度，耐折度表面明显，撕裂度降低较少。③对挺度有一定影响。生产有色纸而加入染料。提高白度而加入蓝紫或红蓝色染料。纸张抄造的基本过程：制浆→纸料的制备→纸页抄造→整饰加工。制浆：用化学或机械或两者相结合的方法，使植物纤维离解成本色浆或漂白浆的过程。制浆方法：1化学法制浆（利用化学药品的水溶液在一定温度和压力下处理植物纤维原料，将木素溶出，尽可地保留纤维素和不同程度地保留半纤维素，使原料彼此分离）2硫酸盐法特点：纸浆颜色较深，成纸强度大，得浆率低，可用于抄牛皮纸和纸袋纸。缺点：得浆率低，颜色深，如果用抄造高档打字纸，漂白工艺复杂，环境污染严重。3碱法制浆：①石灰法的特点：脱脂脱色能力强，脱木素能弱，得浆相对较高，成纸强度低。②强碱法的特点：脱木素能力强，水解能力强，成纸强度低，但洁白柔软。4机械法制浆:利用机械方法对纤维原料进行处理，使纤维离解5化学机械法特点：成纸强度高，得浆率高，能耗低，污染少。种类：机械草浆机械木浆褐色磨木浆白色磨木浆漂白的目的使纸张中残留的木素和树脂等进一步溶出，或在保留木素的情况正点，使有色物质退色，以获得适当的白度的具有一定物化性能的纸浆。漂白的方法:按原理分：①氧化法②还原法按工艺分：①单段漂白②两段漂白：分两次进行漂白，首先用1/2～3／4水洗再漂白，可节约25%的漂白剂。③多段漂白：分多次进行漂白。打浆：利用机械方法处理水中的纤维，使其具有满足造纸机生产要求的特性，同时使生产的纸张达到预期的质量指标为什么要打浆：未经打浆的纸浆抄造的纸张缺乏足够的柔曲性，疏松，多孔，表面粗糙，强度低，不能满足印刷对纸张的质量要求。打浆的作用:①使细胞发生位移与形变；②破除初生壁和次生壁的外层；③使纤维润胀和帚化，并部分切断。4利于形成更多的氢键，提高了成纸的强度，降低了纸的不透明度、撕裂度和吸收性。调料在打浆完成的浆料中加入各种辅料，如填料，胶料，色料等。抄造方法：介质分①干法（空气）②湿法（水）设备分：①长网机②园网机③夹网机双面脱水。长网机抄造原理与过程：主要适应于纸张的抄造。①网部向前移动，保证纤维定向排列，靠贮料箱一端的网部横向振动，保证纤维在纸的横向均匀分布。②压榨部：挤出部分水分，减少两面差异，4对榨辊。③纸页正反面交替在热辊上干燥。园网机抄造原理与过程：主要适应于纸板的抄造，园网机上的丝网粗筛辊，在装有稀纸浆的缸中转动时，网上就粘有湿纤维，纸浆中的水分从网孔排掉，纤维转到一条连续的毛布下面，可串多组这样的单机，每组传递一层纸浆到同一毛布下，这样就得到纸板。多缸复合的优点：①通过增加缸数增加纸板的厚度，因此有很大的灵活性。②可在各缸中加入不同的的纸浆，可生产出不同成分重叠而成的纸板。涂布的原因:①纸张表面较大的凹凸不平，会使细小的网点丢失。②纸张表面的吸墨性和均匀性较差。③不透明度较差。涂布对纸张质量的影响:①提高了纸张的平滑度和光泽度；②改善了纸张的形变稳定性、不透明度、吸墨性与均匀性。涂料纸的种类：①铜版纸②玻璃卡纸③粉卡纸涂布的方式：辊涂/喷涂/漏涂/刮涂/铸涂压光与超级压光的区别:①压光是简单或中等程度的压光,可在造纸机上完成,主要依靠压力来实现,未完全干燥时压光。②超级压光是较高程度的压光，单独进行压光程序，不仅依靠压力，还有摩擦力和加热来完成，它是干燥后进行压光。超级压光对纸张性质的影响:①正面:提高了光泽度，平滑度，厚度均匀性抗张强度。②反面：降低了撕裂度，折光度和不透明性。纸张的两面性：纸张正面为毛布面,较平滑，紧密；反面为网面，与网接触而较粗糙，疏松这种正反两面不均的现象纵向纸：纸张的纤维（丝缕）排列方向同纸张的长边方向平行时为纵向纸。纵向与横向的差异：1纤维在吸水膨胀时直径方向的幅度比长度方向的幅度要大好几倍，胶印最好是使用纵向纸，原因是宽度方向尺寸变化可通过改变包衬来弥补，如纸张尺寸变大时，可通过增加橡皮辊包衬来弥补。横向纸与纵向纸的确定eq\o\ac(○,1)50x50②抗张强度③重叠法形成孔隙的原因：①纤维与纤维交织造成的空隙；②填料与纤维间的空隙；③填料与填料之间的空隙。孔隙率：纸张空隙体积与纸张总体积之比平均孔半径：流体通过单位面积上所有孔隙的流体流量与流体流过一定孔半径的流体总量是相等的，这个孔径就为平均孔半径。纸张纤维（丝缕）方向对印刷或产品的影响：1对印刷的影响（与滚筒轴平行）2印后加工（最后一折的折线应该与纸张丝缕方向平行为好。）3对阅读的影响（纸张的丝缕方向和书脊的方向平行）4标贴5包装盒定量：单位面积的重量g/m2。有关的因素：①与厚度成正比，定量越高，纸越厚；②耐破度，撕裂度抗张强度和挺度有关。纸张与纸板的区分200g/m2或250g/m2为标准，大于为纸板；小于为纸张。令重一令纸的重量印刷对纸张厚度的要求：每批纸的厚度要求均匀一致，每张纸的不同位置的厚度也应一致，否则：①会造成图文深浅不一，影响印品质量。②对书刊印刷，会造成装订，书脊图案和字号设计困难。紧度（表观密度）每立方厘米纸张的质量，g/cm3紧度对印刷的影响：①紧度↑，吸墨性↓；②对光泽度、不透明度、平滑度有影响，一般情况，紧度↑，不透明度↓，平滑度和光泽度有所↑。纸张的规格：卷筒纸平板纸平滑度：纸张表面的平整程度，表观平滑度：自由状态下的纸张表面平滑度。印刷平滑度：在印刷压力作用下的纸张表面平滑度。平滑度对印品质量的影响：①印刷平滑度决定着纸与印版或橡皮布的接触程度，影响油墨的转移是否全面，字迹是否清晰的重要因素；②表观平滑度对印品光泽度有很大影响；③平滑度对细网线版印刷极为重要。特别是凹版印刷纸尤其如此。纸张具有吸收性的原因：网状纤维与填料之间形成无数的小缝隙或毛细孔，形成一个由无数窄小通道组成的结构，由于液体的毛细管作用，可将液体吸附上来，它包括纸张的油墨吸收性和吸水性。纸张的油墨接受性与吸墨性的区别：①影响因素不同；②发生作用的时间不同；③对印品的质量造成的影响不同吸墨性对印刷的影响：①吸墨太大，则会造成小颗粒颜料的渗入和连接料的过分渗入，从而导致粉化与透印。②吸墨性太小，则油墨干燥速度过慢，造成背面蹭脏。吸水因①纤维与半纤维素都是亲水性物质②多孔性。水份对纸张性质的影响：①对尺寸稳定性的影响，造成套印不准；②对印刷与后工序的影响：a.含水量大时，降低干燥速度，造成粘脏，降低纸张的抗张、表面强度和耐折度b.含水量小时，纸张硬脆，易带静电，使印刷时出现空张与双张。调湿的原因：使印刷纸与印刷车间的温湿条件相适应，减少在印刷过程中的吸水，从而提高尺寸稳定性，以适应印刷，卷曲性：纸张受到温湿度的变化的影响，而发生卷曲的现象，是由纸张不均匀的伸缩造成的。影响纸张卷曲的因素：①与厚薄有关，薄的纸易卷曲；②与抄造工艺有关，如打浆度，易卷曲；③施胶度高易卷曲；④填料含量高，不易卷曲；⑤紧度高，纸张易卷曲。纸张的Z向压缩形变：d为纸张的原始厚度；K为纸张的最大压缩量；R为纸张在压力消失后的弹性恢复量。影响纸张压缩率、恢复率的因素：①纸浆（漂白浆较未漂白的压缩率大）②涂布量（涂层愈厚，压缩率愈小，而弹性率几乎不变。）③含水量（含水量↑,压缩率↑，而恢复率↓）伸长率：纸和纸板承受张力至断裂时的伸长量与原长之比的百分率影响纸张抗张强度的因素：①纸张本身的含水量，水分少，硬脆，水分多，韧性大。②与纤维的方向有关，纤维的纵向抗张强度较横向大。印刷对抗张强度的要求：①一般要求纸张有一定的抗张强度，卷筒纸要求更高一些。每100卷１～３次断纸。②不会断纸的要求纸张强度较高，如抗张／抗撕裂强度纸卷无不良，如纸孔，死纹等均匀的纸卷横幅分布，如水份，张力；印刷机无异常，张力稳定。③一些挂历、地图等要求有较高的抗张强度，否则会造成伸长。表面强度：纸张表面纤维、胶料、填料或纸张表面涂料粒子间及涂层与纸基之间的结合强度，它用对抗油墨分裂的能力来表示。拉毛：油墨的分离力大于纸面粒子间的结合力是时，纸面便产生肉眼可见的破裂现象，即纸面纤维、填料或涂料被拉下的现象掉粉由于润版液的湿润或机械摩擦做用酒能导致纸面松散粒子的脱落拉毛对印刷的影响：①对图文部分造成污染，一方面拉下的纸粉，纸毛转移到印版上会堵塞网眼，造成糊版，另一方面，纸粉，特别是涂料转移到橡皮布上，会形成环状白斑。②橡皮布及墨辊清洗次数增加，从而影响印刷生产。③填料或涂料粒子出现在印版上会，造成版面磨损。光泽度：纸张的光亮程度，取决于纸张的表面镜面反射光的能力，即纸张镜面反射光量与总反射光量的接近程度。分为.镜面光泽度对比光泽度影响光泽度的因素：①表观平滑度增加，光泽度增大，②涂布量与压光对光泽度：涂布量增大，光泽度增大，但不明显，因为涂料产生了细微的凹凸现象，超级压光后，光泽度大幅提高，因其大大减少了纸面的细微不平，表观平滑度得到大幅的提高。光泽度对印品质量的影响：①纸张的光泽度增大，印品光泽度也会增大②纸张的光泽度增大，印品的密度增加。③纸张的光泽度太高，使印品产生眩目，刺激读者的眼睛，不利于阅读，所以书、报不宜用光泽度高的纸张，而包装产品则相反。纸张的白度：纸张受光照后，全面反射光的能力，即在一定的测试条件下，反射光量与入射光量的比值。白度对印刷品质量的影响：白度增大，彩色图像的颜色鲜艳，反差较大，但书、报等要求纸的白度不宜过高（65%上下就行），否则会强烈刺激眼睛，易使人眼疲劳。影响白度的因素：①漂白程度增加，白度增大；②填料与涂布量增大，白度提高；③染料影响，如油溶紫（蓝）能提高白度。不透明度纸张印刷后，图文不透过另一面的性能。光学不透明度：阻止入射光线通过的能力，可用阻光率来描述，它是不透光性与吸收性的综合反映。印刷不透明度：单张试样衬以全吸收的黑色衬垫时对绿光的反射率与完全不透明的若干试样的相应反射率之比。影响不透明度的因素：①定量增大，不透明度增大。②紧度增大，不透明度下降，③短纤维增多，不透明度增大，④未漂白浆较漂白浆具有更高的不透明度，机械木浆≺西班牙草浆≺硫酸盐木浆≺亚硫酸盐木浆⑤填料量增大，不透明度增大，合成纸：以合成高分子物质为主体，具有类似纸的外观，性质，易于印刷的平面材料，它是合成纤维代替纤维素纤维抄造的纸张。BOPP的特点：双向拉伸使分子定向排列。①拉伸变形小，不易发皱，印刷操作适性好，机械强度大②透明度与光泽度高，可与玻璃纸媲美。③防潮性优异。④热封性与耐低温性差。应用：常反面印刷。CPP特点：①热封性好；②印刷时易变形，故采用较小的张力控制应用：常作热封膜。在吸收性材料表面：抛锚力或钉力在非吸收性材料表面：表面能的差异电晕法原理高压放电，使一些分子链裂解，产生指臭氧，形成带有极性的羧基、羟基，使聚烯烃表面带有极性，同时由于电子流的冲击，使塑料表面粗化，增加了表面积，其综合结果是增加了塑料表面自由能，从而增加了油墨的附着力复合材料：两种或两种以上的不同性质的材料经过一定的工艺处理而粘合在一起，在性能上取长补短，克服各自的缺点的材料铝箔纸(金、银卡纸)印刷适性：①表面强度高，适于高速印刷；②表面能高，油墨附着性好，但对油墨的吸收性较差；③平滑度高有利于油墨转移，印迹膜平伏，光洁，图文网线清晰完整；④铝箔纸易卷曲，主要是材料结构之间的物理性质差别造成的。提高油墨在承印物表面附着力的措施：1降低油墨的表面张力，2选择合适的连接料提高承印物的表面能，即进行表面处理。表面处理的方法：1电晕法2等离子体处理3溶剂法4化学法5火焰法检验处理效果法1可湿法2胶带检验法3达因笔法：马口铁：以钢板为基料，两面镀上纯锡，使之光泽明亮的低碳薄钢板。可分为：热浸锡板与电镀锡板。马口铁的结构与作用：1油膜层2氧化层3锡层4锡铁合金层5钢基马口铁的处理①加热处理②溶剂处理：连接料一种无色透明的有机高分子液态物质。作用：分散介质，转移介质，成膜物质。连接料的理化性能：颜色：酸值：碘值：皂化值：软化点：混合物软化时的温度。连结料分类不干性油脂干性油脂树脂型溶剂型反应型油型连结料的缺点：①分子量小，酸值高，在胶印中易乳化。②依靠渗透或氧化结膜干燥，速度较慢，即使加入干燥剂，干燥速度也有限，干燥中过量，会造成机上结膜，成膜质量差，缺乏光泽。溶剂型的缺点：①环境污染；②安全问题(易燃然，易爆)；③引起回粘，蹭脏。连结料的组成：油（植物油矿物油）有机溶剂树脂干燥连接料原理以多官能团预聚物为基质，这些预聚物经(UV,RF,EB)激发后，发生化学反应(交联，聚合)而成为固体高分子物质，固化彻底，速度快。助剂作用：是对油墨的墨性(粘度，粘性，流动性)，稳定性，印刷适性，表面性能起改善与提高作用。助剂种类：干燥剂反干燥剂(抗氧化物质)撤粘剂稀释剂冲淡剂反胶化剂消泡剂表面活性剂的作用机理①增加固体粒子间的排斥，②改善连结料的亲和与润湿能力干燥：油墨转移到承印物表面后，由液态膜经一系列的物理、化学变化而成为固态膜层的过程。包括两个阶段：固着（墨膜由液态变为半固态，不能再流动转移，固着良好的墨膜，轻微的机械力不会被蹭掉，利于堆放）。固化（半固态油墨中的连接料发生物理，化学反应，完全干固结膜，是油墨的彻底干燥阶段，固化后的墨膜具有较强的机械强度，在较大的外力作用也难被蹭掉。）干燥过程与机理：①开始是印刷压力将油墨中的部分颜料与连接料纤维中；②压印后，在毛细管力作用，继续渗入，直至达到平衡。氧化结膜干燥机理：根据其干燥机理可分为自动氧化与催化氧化干燥。自动氧化又可分为共轭与非共轭氧化。影响氧化结膜干燥的因素：①干燥剂②颜料③温度④湿度⑤纸张性质⑥润版液的影响UV干燥的优缺点：①优点：干燥快，不会造成粘脏，无溶剂挥发，不易在机上起皮，干燥不受承印物，润版液的PH值的影响，成膜质量高有光泽。②缺点：有臭氧产生，有刺激性气味。影响墨膜光泽度的因素：①油墨本身的流平性②油墨的干燥方式与速度，（渗透干燥油墨光泽差，氧化结膜与UV干燥油墨光泽高，干燥速度要适中，太快化，光泽差）；③承印物的影响：承印物光泽↑则墨膜光泽↑；④油墨的性能:颜料颗粒↓印迹光泽↑，连接料树脂含量高，成膜质量与光泽度高；⑤印刷工艺：墨层厚度，水量大小，墨色顺序都会影响光泽度。三原色油墨的评价指标1色强度2色相误差3灰度4饱和度5色效率油墨粘度流体在受外力作用时，各层的流速不同，在两接触的流速不同的液面间会产生一种阻碍其相对运动的力，度量这种力学性质的物理量（与黏着性不同）影响油墨粘度的因素：①T↑η↓②油墨的固含量↑η↑③搅拌η↓④聚合物浓度与分子量↑η↑⑤溶剂对聚合的分散与溶解性↑η↓，其本身粘度的影响屈服值：油墨产生变形所需要的最小剪切应力，粘滞形变：物体的形变不能恢复原状的行为，油墨的