纸张的力学性质

纸张的力学性质1第1页，共27页，2023年，2月20日，星期六第三章纸和纸板的力学性质

知识点第一节纸张的流变性质第二节纸和纸板机械强度第三节纸张的表面强度

2第2页，共27页，2023年，2月20日，星期六第一节纸张的流变性质一、纸张的粘弹性变形

1.应力：物质为抵抗外力，在单位面积上发生的内力。2.变形：使物体尺寸发生变化的数量对原有尺寸的比率。DFDAkmm3第3页，共27页，2023年，2月20日，星期六

3.最大应力：物体在保持能恢复其原有形态条件下能承受的最大负荷，亦成为弹性极限。

4.粘弹性变形：加在物体上的应力因产生变形随时间而变化，这种特定的变形称粘弹性变形。

对于理想弹性固体（胡克定律）：

（无时间因素）对于粘弹性（理想液体）：

（有时间因素）4第4页，共27页，2023年，2月20日，星期六二、纸张的弹塑性请见p29纸张弹性

敏弹性：纸张受力后瞬间的变形，并能完全恢复。滞弹性：纸张长时间内受力后，除瞬间变形外，在长时间后也能完全恢复。弹塑性(可压缩性)：所产生的形变和变形恢复滞后于作用力的撤除。塑性：纸张受力后，当力超出纸张的最大的弹性力后，发生形变，此形变在保持原来结构的条件下，是不能恢复的。5第5页，共27页，2023年，2月20日，星期六纸张受到不大于弹性极限的负荷时，变形与负荷成正比，表现出弹性性质；当负荷超过弹性极限时，其变形与负荷不成正比，表现出弹塑性和塑性性质。6第6页，共27页，2023年，2月20日，星期六弹塑性对纸张性能的影响1）强度：弹性大，强度大，不易破裂2）尺寸稳定性纸张弹塑性与印刷的关系1）纸张在印刷压力作用下产生的弹塑性变形，可产生一种缓冲作用，使纸张与印版或橡皮布得到良好接触，使油墨得以均匀转移。印刷压力撤除后，弹性好的纸张其变形会马上恢复。2）弹塑性好的纸张，即使表面结构较为粗糙，也能获得良好的印刷效果。3）多色印刷，要求较高的弹性恢复率。4）印后加工中，轧凹凸加工，塑性大的纸张容易产生变形。7第7页，共27页，2023年，2月20日，星期六一、抗张强度与伸长率

1.抗张程度：指纸或纸板在断裂时所能承受的最大张力，以宽度为15mm的标准试样测得的纸样断裂时荷重来表示。有以下几种表示方式：（1）绝对抗张力：以纸或纸板标准所规定的试样宽度，在抗张强度测定仪上直接读出的荷重F，用N计量。第二节纸和纸板的机械强度请见p218第8页，共27页，2023年，2月20日，星期六（2）裂断长：指纸条长度达到不能承受本身的重量时而自行裂断时的长度，与厚度无关，适用于比较不同定量的纸和纸板。L—裂断长，mF—试样的绝对抗张力，NB—试样宽度，mmW—试样定量，g/m2

不同纸张：绝对抗张强度相差很大，但裂断长相差不大，因为同种材料制成。

同种纸张：绝对抗张强度相差很大，但裂断长相差也很大，与丝缕性有关。9第9页，共27页，2023年，2月20日，星期六2.伸长率：纸或纸板受张力至断裂时的伸长与原长之比的百分率。

3.测定：常采用肖伯尔抗张强度仪

4.应用：各种纸（尤其是卷筒纸）的抗张强度的要求M.C.TECTensileTester摆锤式抗张试验机10第10页，共27页，2023年，2月20日，星期六二、耐折度：

1.表示纸或纸板抵抗往复折叠的能力，其测定纸张受一定力的拉伸后，再经来回折叠而使其断裂。单位：双折次

纸张的耐折度与丝缕性有关：纸张纵向耐折度>横向耐折度。耐折度与纸张含水量有关：纸张受潮后，耐折度有所增大。11第11页，共27页，2023年，2月20日，星期六测定：常用的肖伯尔型、MIT型TiniusOlsenM.I.T.FoldingEnduranceTesters12第12页，共27页，2023年，2月20日，星期六三、耐破度：耐破度：指纸张在一定面积下，以匀速加压至破裂时所能承受的最大压力，它是抗张强度与伸长率的复合函数。单位：Pa

测定：采用缪纶式耐破度仪耐破度：纤维强度+平均长度+纤维间结合力。纸张纵横两个方向强度之差+空气相对湿度（纸张含水量）13第13页，共27页，2023年，2月20日，星期六电脑测控纸板（纸张）耐破度仪14第14页，共27页，2023年，2月20日，星期六四、撕裂度

1.撕裂度：指撕裂一定距离纸页所需的力，单位：N

2.测定：采用爱利门道夫撕裂度仪影响撕裂度的因素：主要是纸张的纤维的长度，纤维间的结合力，还有处理方式。15第15页，共27页，2023年，2月20日，星期六撕裂度仪16第16页，共27页，2023年，2月20日，星期六五、挺度

1.挺度：指纸张抵抗弯曲的性质，即刚性

B：宽度

L：长度

T：厚度

2.测定（1）Taber挺度仪（2）Gualey挺度仪重要性：单张纸印刷中的输纸、收纸17第17页，共27页，2023年，2月20日，星期六Taber挺度仪18第18页，共27页，2023年，2月20日，星期六一、纸张的表面强度表面强度：指纸张表面纤维、胶料、填料间和纸张表面涂料粒子间及涂层与纸基之间的结合强度，它表示纸张在印刷过程中抗油墨分裂力的能力，又称拉毛阻力。第三节纸张的表面强度请见p32

P≥F1+F2+F3P—纸张表面强度

F1—油墨对纸张的粘附力（粘度有关）

F2—剥离张力（印刷速度有关）

F3—印版、橡皮布对纸张的粘附力19第19页，共27页，2023年，2月20日，星期六

二、纸张在印刷中产生拉毛的原因1、拉毛：纸张在印刷过程中，当纸张或纸板表面的外部张力大于纸张或纸板的内聚力时，纸张或纸板表面发生的肉眼可见的破裂现象。外部张力：油墨的分离力内聚力：决定纸张表面强度的纸面粒子间的结合力。非涂料纸：纤维间结合力涂料纸：涂层和基体间的结合力以及涂层内部的结合力

20第20页，共27页，2023年，2月20日，星期六2、拉毛种类：干拉毛湿拉毛

干拉毛与水无关，是在纤维或填料之间结合力小于油墨的分离力时发生的。湿拉毛与纸张的耐水性有关。21第21页，共27页，2023年，2月20日，星期六三、拉毛对印刷的影响

1、造成图文部分的污染（1）白斑的产生（2）由细微的纸粉和微细的涂料粒子等的拉毛引起，通常在橡皮布上发生堆墨现象。

2、胶印中橡皮布及墨辊清洗次数增加四、掉粉掉毛：在印刷过程中纸张表面松散粒子的脱落现象。22第22页，共27页，2023年，2月20日，星期六五、拉毛和掉毛区别：拉毛必须是在油墨的分离力大于纸面粒子间的结合力时发生的；而掉毛掉粉指只由于润版液的湿润或机械摩擦力作用就能导致纸面松散粒子的脱落；2)由不同作用引起：拉毛取决于纸张的表面强度；掉毛掉粉取决于纸面的干净程度。23第23页，共27页，2023年，2月20日，星期六六、表面强度的表示方法—VVP拉毛速度：在一定的印刷压力条件下，当印刷速度增大到纸张开始起泡破裂时的速度，称为临界拉毛速度。VVP值：临界拉毛速度与拉毛试验油墨塑性粘度的乘积

VVP值为正值

VVP值↑——表面强度↑比较不同粘度拉毛油墨测定的纸张表面强度提供了便利。24第24页，共27页，2023年，2月20日，星期六七、表面强度的测试方法1、蜡棒法由20根粘胶能力不同的蜡棒，从2A~32A编号测量时将蜡棒的一