《印刷材料及适性》课件-第二章 纸张的性质与检测

印刷材料第二章纸张的性质与检测上节回顾纸张的组成纸张的组成基本组成---植物纤维辅助材料---填料、胶料、色料等纤维素木素半纤维素纸张的分类1.按包装形式分为：卷筒纸和平板纸。2.按纸张表面是否涂布涂料（加工类型）分为：涂布纸和非涂布纸。3.按定量大小分为：纸和纸板。4.按纤维原料分为：植物纤维和非植物纤维两类。5.按实际用途分为：文化用纸、生活用纸、包装用纸和技术用纸。现代造纸工艺第一节纸张的基本性质PART01第一节纸张的基本性质印刷适性：是指纸张、油墨等材料为获得最理想的印刷质量效果所必须具备的相关性质。纸张的基本性质主要包括从外观上直接观察的纸张质量的综合表现即是外观质量。一、外观质量1.纸张的尺寸规格：纸张幅面的大小正度纸（787*1092）、大度纸（850*1168）开本（将一整张纸裁切成幅面相等的单张纸的份数）第一节纸张的基本性质成品尺寸*纸张尺寸开数正度大度正度大度全张纸781×1086844×1162787×1092889×11942开(对开)543×780581×844540×740570×8403开362×781387×8444开390×543422×581370×540420×5706开362×390387×42288开271×390290×422260×370285×42016开195×271185×260210×28532开203×140开本及其幅面尺寸第一节纸张的基本性质2.纸张的偏斜度：指平板纸的长边（或短边）与其相对应的长边（或短边）的尺寸偏差的最大值。标准：偏斜度误差在3-5mm。测定：通常采用对折测定法。3.常见纸病：是指纸张残存的不符合规定标准的缺陷。透光、折子、皱纹、脏点、尘埃斑点、孔眼和裂口等。偏斜度第一节纸张的基本性质透光皱纹脏点尘埃斑点孔眼裂口第一节纸张的基本性质二、基本质量指标1.定量定义：纸张和纸板每平方米的质量，单位是g/m2。测定：通常采用定量测量仪来测量。电子天平

质量（g）面积（

）定量（

）第一节纸张的基本性质2.厚度定义：纸张的厚薄程度，通常以纸张在规定的压力下测定纸张两表面的垂直距离，以mm或μm表示。测量：采用高精度厚度测定仪测量。厚度测量仪第一节纸张的基本性质3.紧度定义：是指每立方厘米纸张的质量，以g/cm3表示。影响因素：取决于纤维的种类、打浆程度、抄纸时网部脱水情况、湿压程度和压光强度，与耐破度、抗张强度成正比，与透气度成反比。松厚度：数值上是紧度的倒数，是指1g纸张体积有多大，用cm3/g表示。纸的定量×松厚度×张数=书籍总厚度

厚度（

）定量（

）紧度（

）

第一节纸张的基本性质已知某种纸尺寸为480mm×560mm，现测的其厚度为0.09mm，10张这种纸的质量为215g，试计算该种纸的定量以及紧度。第一节纸张的基本性质1.纸张的两面性1）纸张正反面的形成纸页一面与网面接触，另一面与毛毯接触；纸页成形过程中单面脱水，流失细小纤维和填料。三、纸张的两面性和方向性2）纸张正反面与印刷的关系正面平滑度高，着墨效果好，表面强度低，易发生拉毛；反面粗糙度高，着墨效果差，表面强度高，不易拉毛。第一节纸张的基本性质3）纸张正反面的判断方法A.直接观察法；B.碳素纸压痕观察法；C.浸润判断法；D.硬币判断法。2.纸张的方向性（丝缕性）1）纸张方向性的形成：抄纸机的牵引力纵向横向单张纸由于裁切的方法不同可以形成纵向纸和横向纸纵向纸横向纸纸张纵向和横向的差别:

抗张强度:纵向＞横向吸湿变形率:横向＞纵向对787×1092mm的单张印刷纸,当相对湿度从50%升到65%时,纵向伸长率为0.05%,横向伸长率为0.15%.若787×1092mm为纵向纸,则其长边伸长为0.55mm,短边伸长为1.18mm,若为横向纸,则其长边为1.64mm,短边伸长为0.4mm,可见横向纸比纵向纸在受湿度影响时变形更为严重.因此,印刷纸最好切成纵向纸.纸张纵向和横向的差别第一节纸张的基本性质第一节纸张的基本性质纵横向的判断方法第一节纸张的基本性质纵横向的判断方法直观法：将纸张平放于桌面上，置于光线下，使眼睛的观察角度与纸张呈45°，当观察到纸张有明显的植物纤维排列方向的一边为纵向，另一边则为横向。撕裂法：分别沿纸张的两边缓慢撕裂纸张，其中阻力较大且破口不直的一边为纸的横向，另一边则为纵向（破口整齐）。水测法：将一张边长为2cm的正方形的纸片置于睡眠，润湿后迅速捞起，观察其卷曲方向，边部未弯曲的一边为纵向，另一边为横向。纸条弯曲法：分别沿纸张两边裁切1cm宽，15cm长的两个纸条，将纸条重叠在一起，用手抓住一端，另一端让其自由弯曲，纸张分开时，下方纸张为横向。润湿质变法：裁一边长为2cm的正方形纸片，分别将两边置于水中润湿，捞起后等待片刻，弯曲度较大的一边为横向，较平直的一边为纵向。第二节纸张的机械强度PART02第二节纸张的机械强度一、抗张强度1.定义：断裂时所能承受的最大张力。2.表示方法：绝对抗张力、裂断长。3.测定方法：肖伯尔抗张强度仪。测试的方法是取裁剪宽度为25毫米，长度为150-200毫米的样本，在纸张长度的两端施加拉力，以测量样本被拉断时的力度。第二节纸张的机械强度绝对抗张力：以纸张标准所规定的试样宽度（15mm），在抗张强度测定仪上直接读出的荷重F，用N来计量。裂断长：当纸张不能承受自身重量而断裂时的长度，以m为单位。抗张强度纤维之间的结合力纤维本身的强度第二节纸张的机械强度二、耐折度1.定义：反复折叠而未产生断裂的能力。2.测定方法：在规定的试验条件下，将试样以135°的折角折断前纸张所能经受折叠的次数，以双折次表示。耐折度仪第二节纸张的机械强度提问：纵向耐折度和横向耐折度哪一个比较大？纵向横向第二节纸张的机械强度三、撕裂度1.定义：裂断预先切口试样至一定长度所需要的力。2.测定方法：撕裂度仪。第二节纸张的机械强度提问：生活中哪些纸张需要较高的撕裂度？第二节纸张的机械强度四、挺度1.定义：纸和纸板抗弯曲强度的性能，是将弯曲一端加紧的规定尺寸的试样至15°角时的力或者力矩。2.测定方法：纸张挺度仪。第二节纸张的机械强度提问：印刷纸张为什么要测试挺度？印刷过程中挺度好的纸张在印刷中比较顺利，能够不卡纸一次性完成印刷。挺度高的纸张在印刷中不容易变形，效果好，印刷时就会越顺利越方便。否则，纸张的形变会造成纸张套准不齐的问题。第三节纸张的表面性质PART03第三节纸张的表面性质一、平滑度1.定义：纸张表面平整光滑的程度。平滑度是评价纸张表面凹凸程度的一项指标,是指在一定的真空度下，一定体积的空气通过受到一定压力、一定面积的试样表面与玻璃表面之间的间隙所需要的时间。（平滑度可分为纸张平滑度和印刷平滑度）2.纸张平滑度与印刷的关系：清晰度、光泽度和层次阶调。3.测定纸张表观平滑度方法：显微照相法、触针法和OCR法等。

测定纸张印刷平滑度方法：光学接触法和空气泄漏法第三节纸张的表面性质（1）、显微照相法原木卫生纸SEM扫描电镜图婴幼儿专用卫生纸SEM扫描电镜图纸张表观平滑度检测方法1毫米=1000微米第三节纸张的表面性质（2）、触针法原理：触针法是用一根很细的触针接触被测表面并做定向滑动，被测表面轮廓形状的垂直起伏将被与触针同步运动的传感器转换成电信号，由此可以计算被测表面粗糙度参数值。第三节纸张的表面性质（3）、OCR(OpticalCharacterRecognition)法第三节纸张的表面性质印刷平滑度（空气泄漏法）在一定真空度和压力下，测出一定量的空气通过试样表面与支承玻璃砧接触面所需的时间。试样越平滑，它与玻璃砧之间的接触就愈紧密，空气通过的速率就越慢，一定量的空气通过所需要的时间就越长，表明纸张表面平滑度就越高。第三节纸张的表面性质纸张平滑度与印刷之间有什么关系？纸张平滑度决定着纸张与印版接触的紧密和完满的程度；纸张平滑度越高，能获得字迹清晰，图文醒目的可能性就越大；纸张平滑度还影响纸张的光泽度。第三节纸张的表面性质二、可压缩性1.定义：纸张厚度可被压减的程度。2.纸张可压缩性与印刷的关系：回弹性、敏弹性和滞弹性。第三节纸张的表面性质纸张的可压缩性对印刷有什么好处？给印刷过程一个缓冲，防止印版的损坏；弥补纸张表面厚度和匀度的变化，使印刷图像和纸张之间可以达到一种最紧密的接触；纸张平滑度还影响纸张的光泽度。纸张种类纸张分类第三节纸张的表面性质三、表面强度1.定义：纸张表层物质互相结合的强度。（拉毛、脱粉和剥纸）

2.纸张表面强度与印刷的关系：拉毛和掉粉。3.测定方法：加速印刷法和蜡棒法。（视频链接）4.纸张表面强度的控制。第三节纸张的表面性质拉毛对印刷的影响：图文部分的污染；胶印中橡皮布清洗次数增加；墨辊清洗次数增加。拉毛：胶印时非涂料纸表面个别短小的植物纤维被拉掉的现象。脱粉：铜版纸表面涂料层中的白色粉质颜料颗粒被拉掉的现象。第三节纸张的表面性质拉毛和掉粉的区别？拉毛是导致纸面相互结合的粒子的剥落掉粉掉毛是纸面松散粒子的脱落拉毛取决于纸张的表面强度，掉粉掉毛取决于纸面的干净程度第三节纸张的表面性质纸张表面强度如何控制？采用合理的制浆方法获取良好的浆料；辅以适当的打浆；精确控制填料的加入量；对纸张表面施胶；严格控制干燥曲线第三节纸张的表面性质从印刷的角度分析，怎样保证纸张相对表面强度不降低？油墨的粘性大于纸面粒子之间的结合力时会出现拉毛，故要降低油墨的粘性。印刷速度过快会出现拉毛，因此减低印刷速度。温度过低，导致油墨粘性增大，也会出现拉毛，因此可以预热油墨。润版液用量过大，纸张吸收水后表面强度会降低，因此减少润版液的使用量。第三节纸张的表面性质课后习题：为什么平滑度高的纸张可以用于印刷精细印刷品？纸张的可压缩性对印刷有什么意义？表面强度差的纸张在印刷中易出现哪些故障？第四节纸张的吸收性质PART04第四节纸张的吸收性质不同纸张的吸墨渗透能力第四节纸张的吸收性质一、纸张吸墨性：纸张对油墨的吸收能力。（毛细管作用力）二、影响因素：纸张结构、油墨特性、印刷方式和印刷压力。三、纸张吸墨性与印刷的关系：油墨接受性能和油墨吸收性能。四、测定方法：压印瞬间吸收性能和毛细管吸收性能等。第四节纸张的吸收性质一、纸张吸墨性：纸张对油墨的吸收能力。（油墨对纸张的渗透能力）第四节纸张的吸收性质二、纸张吸墨性大小的影响因素：纸张结构的疏松程度油墨的组成和特性印刷方式印刷压力第四节纸张的吸收性质三、纸张吸墨性与印刷的关系纸张对油墨的吸收可分为两个阶段1）印刷机压印瞬间：依靠印刷压力的作用把转移到纸张表面墨膜的一部分不变化地压入纸张较大的孔隙。2）印刷过程中：依靠纸张的毛细管力吸收油墨。第一阶段很大程度取决于印刷压力的大小，印刷速度也会起到一定程度的作用。第二阶段的吸收比第一阶段更为重要，因为连结料从油墨整体分离出来，将改变保留在纸面油墨的结膜性质，从而影响油墨的干燥。第四节纸张的吸收性质四、纸张吸墨性的测定压印瞬间油墨吸收性能的测量毛细管吸收性能的测量实验步骤：（1）将过量的试验油墨涂于纸张表面。（2）让油墨在纸面保留一定时间。（3）用软布或脱脂棉将过量的油墨擦掉。（4）分别测量脏污区域的反射率与干净纸面的反射率。实验原理：通过测定纸张和制版在规定时间内标准面积上吸收非干性油墨后表面反射因数的降低来表示纸张对油墨的吸收性能。第四节纸张的吸收性质练习：1.纸张的吸收性通常指什么？2.影响纸张吸收性的因素有哪些？第五节纸张的光学性质PART05第五节纸张的光学性质一、白度1.定义：纸张受光照后对可见光波全面反射的能力。2.纸张白度与印刷的关系：反射率、饱和度和色偏。3.影响因素：漂白制浆工艺、脱木素能力和填料。4.测定方法：光电白度仪等。第五节纸张的光学性质案例分析：为什么以文字为主的书刊正文所用的纸张的颜色没有封面纸张的颜色白？为了方便人们阅读时不会造成眼睛疲劳所设计的，也就是说不同的纸张具有不同的白度。光谱第五节纸张的光学性质选择性吸收：当物体对可见光中的不同波长的色光进行不等量吸收，物体呈现的颜色就是彩色。纸张的白度是由可见光漫反射的总反射率和对各色光反射率的均匀程度决定的。非选择性吸收：可见光由不同波长的光谱组成，当物体对可见光中的不同波长的色光进行等量吸收，物体所呈现的颜色就是从白到黑的一系列中性灰色，即无彩色。纸张白度与印刷的关系：选择性吸收时，纸张会产生偏色，最终导致印刷图案的偏色。第五节纸张的光学性质纸张白度的影响因素：1.提高纸浆的白度2.脱去木素3.选择白度高的填料4.减少纸浆中天然的色料纸张白度与印刷的关系：选择性吸收时，纸张会产生偏色，最终导致印刷图案的偏色。第五节纸张的光学性质纸张白度的测定：第五节纸张的光学性质二、纸张光泽度1.定义：纸张表面在反射入射光的能力。2.纸张白度与印刷的关系：色强度、饱和度。3.影响因素：平滑度。4.测定方法。第五节纸张的光学性质案例分析：为什么铜版纸的彩色印刷看起来颜色饱和、艳丽，但有时候反光刺眼？铜版纸的光泽度高，印刷颜色鲜艳。第五节纸张的光学性质光泽度理解：纸张表面在反射入射光能力方面与完全镜面反射能力的接近程度第五节纸张的光学性质纸张光泽度的影响因素：1.平滑度（决定因素）2.涂布3.压光、超级压光第五节纸张的光学性质纸张光泽度与印刷的关系：纸张拥有一个较高的光泽度，可以得到较高的色强度以及饱和度。纸张光泽度测量：纸张在一定的角度下的镜面反射率与标准黑玻璃在同样角度的镜面反射率之比。第五节纸张的光学性质三、纸张不透明度1.定义：纸张阻止入射光线透过的能力。2.纸张白度与印刷的关系：透印。3.影响因素：光谱反射、散射和吸收。4.测定方法：反差率。第五节纸张的光学性质案例分析：字典的纸张比较薄，从正面能够看到背面的印迹。纸张的不透明度低第五节纸张的光学性质不透明度的理解：纸张阻止入射光线透过的能力。第五节纸张的光学性质纸张不透明度的影响因素：1.打浆工艺2.纸张定量3.纸张紧度4.纸浆漂白程度5.填料6.色料第五节纸张的光学性质纸张不透明度与印刷的关系：纸张印刷后透背现象的发生。要求凸版印刷纸和胶印书刊纸的不透明度必须在78%以上。纸张不透明度的测量：C0.89=R0/R0.89C0.89：TAPPI不透明度R0：试样垫黑板时的反射率R0.89：试样垫标准白度板时的反射率第六节纸张的吸湿性PART06第六节纸张的吸湿性一、纸张水分1.定义：纸张中的含水量。2.相对湿度：相对湿度是指单位体积空气内所含水蒸气的量与同温度下同体积的饱和水蒸气内所含水蒸气的量之比。二、纸张含水和吸水的产生原因亲水物质的极性吸附和毛细管吸附作用三、纸张吸收规律：在一定的温度和一定的湿度条件下，纸张的水分不再随时间而变化的状态称为水分平衡状态，此时的含水量叫做平衡含水量。第六节纸张的吸湿性真实案例：在印刷过程中，因纸张受潮而无法走纸，知道用除湿器除湿几小时后才能正常走纸。原因是因为纸张吸水，改变了纸张的尺寸和形态的变化，进而导致了纸张走纸不畅、印刷适性下降。纤维在不同湿度情况下的变化第六节纸张的吸湿性1.温度的影响在一定的相对湿度下，温度每变化±5℃，纸张的含水量变化约为±0.15%。在套印中，要求纸张含水量变化不超过±0.10%，否则影响套印精度，车间的温度必须控制，一般变化不要超过±3℃。含水量太高使得油墨难以干燥，含水量太低纸张发脆，印刷时易产生静电。5.55.0240300360420180温度含水量(%)第六节纸张的吸湿性2.湿度的影响---纸张吸湿-脱湿滞后效应同种纸张,吸湿达到平衡时的含水量小于脱湿达到平衡时的含水量。204060803691215182124相对湿度%含水量(%)脱湿吸湿3.纸张吸湿-脱湿滞后曲线特点温度一定时,纸张含水量与空气相对湿度不是直线关系。高湿度时和低湿度时,相对湿度变化引起的含水量的变化率比中等湿度时相对湿度变化引起的含水量变化率大得多。结论:印刷在中等湿度条